JP3689490B2 - The manufacturing method and processing apparatus using the same nozzle member - Google Patents

The manufacturing method and processing apparatus using the same nozzle member Download PDF

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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明はノズル部材の製造方法及びそれを用いた加工装置に関し、特にマスク面上の照射領域を適切に設定し、マスク面を直線帯状に均一に、且つ効率的に照明し、マスクに設けた物体(マスクパターン)を所定面上に投影する際に好適な、例えばインクジェット方式のプリンタに使用するノズル部材を製作する際に好適なものである。 The present invention relates to a processing apparatus using the method and the same manufacturing a nozzle member, in particular by appropriately setting the irradiation region on the mask surface, uniformly mask surface in a linear band, and efficiently illuminated, provided the mask suitable when projecting an object (mask pattern) onto a predetermined surface, which is suitable in fabricating the nozzle member to be used for example in an inkjet printer.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
最近、マスク投影方式によって精密部品を製作することが普及してきた。 Recently, have become popular is possible to manufacture precision parts by the mask projection system. レーザを光源として、これで照明されたマスク上のパターンを投影レンズによって被加工面に投影して、光エネルギーでもってワークピースを精密加工するこの方式は、特に高い生産性と、安定且つ高精度で加工できる点が優れている。 A laser as a light source, which the pattern on the illuminated mask is projected onto the workpiece surface by the projection lens in this method of precision machining a work piece with a light energy, a particular high productivity, stable and accurate in that it can be processed is excellent.
【0003】 [0003]
マスク投影方式によるレーザ加工に適している部品加工の一つとしてバブル・ジェット・プリンタ(以下、インクジェットプリンタと称す。)のオリフィス・プレート(ノズル部材)の穴あけ加工がある。 Bubble jet printers as one part processing suitable for laser processing by the mask projection system (hereinafter, referred to as ink jet printers.) Is drilling the orifice plate (nozzle member). 一般的に、インクジェットプリンタとは一列に並んだ直径20μm 〜50μm の多数の小穴からインクを紙面上に断続的に吐出して文字、図形を印刷するタイプのプリンタであり、オリフィス・プレートとはこのインクを吐出する多数の小穴(ノズル)を有する部材である。 Generally, the ink jet printer is a type of printer that prints the ink from the large number of small diameter holes 20 [mu] m ~50Myuemu in a row intermittently ejected by characters on paper, a graphic, this is an orifice plate a member having a large number of small holes (nozzles) for ejecting ink. プリントする文字の品位を高めるためにはインク吐出のタイミングの精密な制御と共に、オリフィス・プレート上の多数の小穴を高精度で製作することが重要である。 With precise control of the timing of ink discharge in order to increase the quality of the character to be printed, it is important to manufacture a large number of small holes on the orifice plate with high precision.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
従来、オリフィス・プレートの穴あけを光加工によって行えば、高い生産性が得られたが、この時、光源としてエキシマレーザを利用すると、エキシマレーザの光軸の経時変化により、照明領域の位置が変化するという問題があった。 Conventionally, by performing the drilling of the orifice plate by the optical processing, but high productivity is obtained when this, the use of excimer laser as a light source, the time course of the optical axis of the excimer laser, the position of the illumination area is changed there has been a problem that is.
【0005】 [0005]
又、このオリフィス・プレートの穴あけ加工を行うに当たって、同時に2個或はそれ以上の個数を加工出来れば、オリフィス・プレートの生産性は飛躍的に高まるが、従来は、同時に複数個を加工できる装置や方法はなかった。 Further, when performing drilling in the orifice plate, as long processing two or more number at the same time, the productivity of the orifice plate is increased dramatically, conventionally, can be processed a plurality simultaneously apparatus and the method was not.
【0006】 [0006]
又、線状のマスクパターンを照明するのにマスクパターンの長手方向にはケーラ照明、短手(幅)方向にはクリティカル照明を行う照明系も知られているが、マスクパターンのパターンやパターン寸法によっては幅方向の照明強度分布の均一性が不足し、加工寸法の精度が不足することが生じる。 Further, the longitudinal direction in the Köhler illumination of the mask pattern to illuminate a line-shaped mask pattern, but the shorter (width) direction are also known illumination system for performing critical illumination, the mask pattern pattern and pattern size insufficient uniformity of the illumination intensity distribution in the width direction by, we are caused to insufficient accuracy of the machined dimensions.
【0007】 [0007]
本発明の目的は、複数の光束を発生させてマスクを照明し、その際、振幅分割をも利用して該複数の光束を発生させて光源の経時変化に対して強く、エネルギーの利用効率の高いノズル部材の製造方法及びそれを用いた加工装置の提供である。 An object of the present invention illuminates a mask by generating a plurality of light beams, in which, resistant to aging of the light source to generate plurality of light beams by using also the amplitude division, energy use efficiency the provision of a manufacturing method and processing apparatus using the same high nozzle member.
【0008】 [0008]
更に、 In addition,
(1−1) 同時に加工片の複数カ所又は複数の加工片を照明し、高い生産性でノズル部材を製造出来る。 (1-1) at the same time a plurality locations or more workpieces of the workpiece is illuminated, it can produce a nozzle member with high productivity.
(1−2) 1個加工によりノズル部材を製造する際、マスクパターンの幅方向の照明強度分布をより平坦化して、従来のものより照明光の持つ不均一性の影響を受けにくく、より高い加工精度が得られる。 (1-2) when producing the nozzle member by one process, and more flattening the illumination intensity distribution in the width direction of the mask pattern, less susceptible to non-uniformity than the conventional possessed illumination light, higher machining accuracy can be obtained.
(1−3) マスクパターンの形状や寸法に応じて照明方法を適切に選択出来、もってエネルギー損失を低減できる。 (1-3) suitably can select an illumination method in accordance with the shape and dimensions of the mask pattern, can reduce the energy loss with.
等の少なくとも1つの効果を有するノズル部材の製造方法及びそれを用いた加工装置の提供である。 The provision of processing apparatus using the method and the same manufacturing a nozzle member having at least one effect equal.
【0009】 [0009]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
請求項1の発明のノズル部材の製造方法は複数個の照明光束を形成するためにレーザー光源からの光を振幅分割する段階と、 Method of manufacturing a nozzle member of the first aspect of the invention the steps of amplitude splitting the light from the laser light source to form a plurality illumination beams,
マスクに形成した複数のマスクパターンを同時に加工片へ露光するために、該複数のマスクパターンの各々を前記複数個の照明光束の内の対応する照明光束により照明する段階とを有することを特徴としている。 To expose a plurality of mask patterns formed in the mask at the same time to the workpiece, as characterized by having a step of illuminating the corresponding illumination light beams of each of the mask patterns of said plurality of said plurality of illumination beams there.
【0010】 [0010]
請求項2の発明は請求項1の発明において前記マスクパターンはノズル部材のノズル穴に対応する複数個の小さな開口を第1の方向に並べたパターンであることを特徴としている。 The invention according to claim 2 wherein the mask pattern in the first aspect of the present invention are characterized by a pattern formed by arranging a plurality of small openings corresponding to nozzle holes of the nozzle member in a first direction.
請求項3の発明は請求項2の発明において前記照明光束は前記マスクの位置において前記第1の方向に延びた複数の線状の照明領域に集光することを特徴としている。 The invention according to claim 3 wherein the illuminating light beam in the invention of claim 2 is characterized in that condensed on a plurality of linear illumination regions extending in the first direction at a position of the mask.
請求項4の発明は請求項3の発明において前記複数のマスクパターンは前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って互いに平行に配置していることを特徴としている。 The invention of claim 4 is characterized in that the that the plurality of mask patterns are arranged parallel to each other along a second direction perpendicular to the first direction in the invention of claim 3.
請求項5の発明は請求項4の発明において前記複数のマスクパターンを共通の基板上に形成していることを特徴としている。 The invention of claim 5 is characterized by forming a plurality of mask patterns on a common substrate in the invention of claim 4.
請求項6の発明は請求項5の発明において前記光源からの光を分割する段階は、光軸を含む第2の断面に関して、該光源からの光をn個(n2)の互いに略平行な照明光束L 0,1 〜L 0,nに振幅分割で分割し、次いで光軸を含み且つ該第2の断面に直交する第1の断面に関して、各光束L 0,j (但しj=1〜n)を夫々m個(m2)の照明光束L 1,j 〜L m,jに分割すると共に該照明光束L 1,j 〜L m,jを互いに異なる方向に向けて第1の位置で交差せしめ、次いで該第2の断面に関して、該第1の位置で交差した各照明光束L i,1 〜L i,n (但しi=1〜m)を互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差せしめて複数の照明光束L 1,1 〜L m,nを形成する又は該第1の位置で交差した各照明光束L Step A sixth aspect of the present invention to divide the light from the light source in the invention of claim 5, for the second section including the optical axis, substantially parallel to the illumination to each other of the n (n2) of light from the light source divided by the amplitude division in the light beam L 0, 1 ~L 0, n, and then with respect to the first section orthogonal to and the second section including the optical axis, the light beams L 0, j (where j = 1 to n ) illumination beams L 1 of each of m (m @ 2), j ~L m, allowed intersect at a first position toward a different direction the illumination light beam L 1, j ~L m, the j while divided into j , then with respect to the second cross-section, intersect at the second position toward the illumination beams intersect at the location of said 1 L i, 1 ~L i, n a (where i = 1 to m) in different directions It allowed a plurality of illumination beams L 1,1 ~L m, the illuminating light beam crossed by forming an n or first position L i ,1 〜L i,n (但しi=1〜m)の各々を更にq個の照明光束L i,j,1 〜L i,j,qに分割すると共に互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差せしめて複数の照明光束L 1,1,1 〜L m,n,qを形成する工程を含むことを特徴としている。 , 1 ~L i, n (where i = 1 to m) illumination beams L i respectively further the q of, j, 1 ~L i, j , the second towards the different directions as well as divided into q a plurality of illumination beams L 1, 1, 1 ~L m are brought intersect at a position, n, is characterized by comprising the step of forming a q.
請求項7の発明は請求項6の発明において前記複数のマスクパターンを通過した光は共通の加工片上の相異なる位置を照射することを特徴としている。 The invention of claim 7 is the light that has passed through the plurality of mask patterns in the invention of claim 6 is characterized in that illuminating the different positions of the piece common processing.
請求項8の発明は請求項6の発明において前記複数のマスクパターンを通過した光は互いに異なる加工片上を照射することを特徴としている。 The invention of claim 8 is characterized in that the light transmitted through the plurality of mask patterns in the invention of claim 6 for irradiating a piece different machining each other.
請求項9の発明は請求項6〜8のいずれか1項の発明において前記複数個の照明光束を共通の光学系を介して前記複数のマスクパターンに向けることを特徴としている。 The invention of claim 9 is characterized by directing a plurality of mask patterns via a common optical system illuminating light beam of the plurality in the invention of any one of claims 6-8.
請求項10の発明は請求項6〜9のいずれか1項の発明において前記複数のマスクパターンを通過した照明光束は投影光学系を介して前記加工片上に向けられ、この照明光束によって該複数のマスクパターンの像を該加工片上に形成することを特徴としている。 Illumination beams that pass through the plurality of mask patterns invention in the invention of any one of claims 6-9 claim 10 is directed to the piece the work via a projection optical system, the plurality of by the illuminating light beam the image of the mask pattern is characterized by forming the piece the processing.
請求項11の発明は請求項10の発明において前記光源はエキシマレーザであることを特徴としている。 The invention of claim 11 is characterized in that in the invention of claim 10 wherein the light source is an excimer laser.
【0011】 [0011]
請求項12の発明のインクジェットプリンタの製造方法は請求項1〜11のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法によりノズル部材を製造する段階を有することを特徴としている。 Method of manufacturing an inkjet printer of the invention of claim 12 is characterized by including the step of producing a nozzle member by the method of manufacturing a nozzle member according to any one of claims 1 to 11.
【0014】 [0014]
請求項13の発明は請求項1〜11のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法によりノズル部材を製造する加工機であって光軸を含む第2の断面に関して、前記光源からの光をn個(n≧2)の照明光束L 0,1 〜L 0,nに振幅分割で分割する光束分割手段と、光軸を含み且つ該第2の断面に直交する第1の断面に関して、各光束L 0,j (但しj=1〜n)を夫々m個(m≧2)の照明光束L 1,j 〜L m,jに分割し且つ該照明光束L 1,j 〜L m,jを互いに異なる方向に向けて第1の位置で交差せしめる第1光学部材と、該第2の断面に関して、該第1の位置で交差した各照明光束L i,1 〜L i,n (但しi=1〜m)を互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差せしめる又は該第1の位置で交差した各照明光 With respect to the second cross-sectional invention of claim 13 including the optical axis A machine for manufacturing a nozzle member by the method of manufacturing a nozzle member according to any one of claims 1 to 11, light from the light source a beam splitter for splitting the amplitude split into illumination beams L 0, 1 ~L 0, n of n (n ≧ 2), with respect to the first section orthogonal to and the second section including the optical axis, the light beams L 0, j (where j = 1 to n) illumination beams L 1 of the respective m number (m ≧ 2), j ~L m, and the illumination light beam is divided into j L 1, j ~L m, a first optical member allowed to intersect at a first position toward a j in different directions with respect to the second section, the illumination beams intersect at the location of said 1 L i, 1 ~L i, n ( where i = 1 to m) and allowed to intersect at a second position in different directions from each other or each illumination light intersect at the first position i,1 〜L i,n (但しi=1〜m)の各々を更にq個の照明光束L i,j,1 〜L i,j,qに分割すると共に互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差せしめて複数の照明光束L 1,1,1 〜L m,n,qを形成する第2光学部材と、該第2光学部材より射出する複数の照明光束L 1,j 〜L m,j又はL 1,j,k 〜L m,j,k毎(但しj=1〜n、k=1〜q)に前記マスク上で互いに重ね合わせて該マスク上に前記マスクパターンの一つに対応する線状の照明領域を形成するアナモフィックな光学系とを有することを特徴としている。 L i, 1 ~L i, n (where i = 1 to m) illumination beams L i respectively further the q of the toward different directions as well as dividing j, 1 ~L i, j, the q and allowed to intersect at a second position a plurality of illumination beams L 1,1,1 ~L m, n, and a second optical member for forming a q, multiple illumination beams L 1 that emits from the second optical member, j ~ L m, j or L 1, j, k ~L m , j, each k (where j = 1~n, k = 1~q) the superposed each other on the mask of the mask pattern on the mask It is characterized by having a anamorphic optical system for forming a linear illumination region corresponding to one.
請求項14の発明は請求項13の発明において前記光束分割手段はビームスプリッタと反射ミラーを有することを特徴としている。 The invention of claim 14 wherein the beam splitting means in the invention of claim 13 is characterized by having a reflecting mirror and beam splitter.
請求項15の発明は請求項13又は14の発明において前記光源と前記光束分割手段との間に該光源からの光を前記第2の断面内で位置調整する光束調整手段を有することを特徴としている。 The invention of claim 15 is characterized by having a light beam adjustment means for positioning within the second section of the light from the light source between the beam splitting means and the light source in the invention of claim 13 or 14 there.
請求項16の発明は請求項13〜15のいずれか1項発明において前記第1光学部材は複数のプリズムを有することを特徴としている。 The invention of claim 16 wherein the first optical member in any one invention of claim 13 to 15 is characterized by having a plurality of prisms.
請求項17の発明は請求項13〜16のいずれか1項の発明において前記第2光学部材は複数のプリズムを有することを特徴としている。 The invention of claim 17 wherein the second optical member in the invention of any one of claims 13 to 16 is characterized by having a plurality of prisms.
請求項18の発明は請求項13〜17のいずれか1項の発明において前記第2の位置と前記投影光学系の入射瞳の位置とが光学的に共役な位置関係にあることを特徴としている。 The invention of claim 18 is characterized in that the position of the entrance pupil of the projection optical system and the second position in the invention of any one of claims 13 to 17 is in a position optically conjugate relationship .
請求項19の発明は請求項13〜18のいずれか1項の発明において前記光学系は前記第1及び第2の断面に関して互いに異なる屈折力を有するアナモフィックレンズと、該第1及び第2の断面に関して互いに同じ屈折力を有するレンズ系とを有し、 Invention and anamorphic lens the optical system in the invention of any one of claims 13 to 18 having different refractive power with respect to said first and second section of claim 19, said first and second section and a lens system having a mutually same refractive power with respect to,
該アナモフィックレンズは前記複数の照明光束L 1,1 〜L m,n又はL 1,1,1 〜L m,n,qを前記第2の位置にあって前記光軸に直交する平面上に該第1の断面に関してフォーカスし、該レンズ系は該平面からの複数の照明光束L 1,j 〜L m,j又はL 1,j,k 〜L m,j,k毎(但しj=1〜n、k=1〜q)に前記マスク上で互いに重ね合わせ且つ該マスク上に該第2の断面に関してフォーカスすることを特徴としている。 The anamorphic lens of the plurality of illumination beams L 1,1 ~L m, n or L 1,1,1 ~L m, n, and q on a plane perpendicular to the optical axis In the second position focus terms first section, the lens system includes a plurality of illumination beams L 1 from the plane, j ~L m, j or L 1, j, k ~L m, j, each k (where j = 1 ~n, it is characterized in that the focus with respect to k = 1 to q) superimposed each other on the mask and the second section on the mask.
請求項20の発明は請求項19の発明において前記アナモフィックレンズは少なくとも一枚のシリンドリカルレンズより成ることを特徴としている。 The invention of claim 20 is characterized in that comprises at least one cylindrical lens the anamorphic lens in the invention of claim 19.
請求項21の発明は請求項19又は20の発明において前記アナモフィックレンズの前記第1の断面に関する後側焦点が前記第2の位置にあることを特徴としている。 The invention of claim 21 is characterized in that the rear side focal point related to the first section of the anamorphic lens in the invention of claim 19 or 20 is in the second position.
請求項22の発明は請求項19〜21のいずれか1項の発明において前記アナモフィックレンズの前記第1の断面に関する前側焦点が前記第1の位置にあることを特徴としている。 The invention of claim 22 is characterized in that the front focus for said first section of said anamorphic lens in the invention of any one of claims 19 to 21 is in the first position.
請求項23の発明は請求項22の発明において前記光源はエキシマレーザであることを特徴としている。 The invention of claim 23 is characterized in that the light source in the invention of claim 22 is an excimer laser.
【0015】 [0015]
請求項24の発明のノズル部材の製造方法は、光源と、入射する光束を光軸を含む第1の断面内で分割する第1光学部材と、該第1の断面内のみに屈折力のあるアナモフィックレンズと、 Method of manufacturing a nozzle member of the invention of claim 24 includes a light source, a refractive power and a first optical member for dividing the first cross section, in the first section only containing the optical axis of light beams incident and the anamorphic lens,
入射する光束を光軸を含み且つ該第1の断面に直交する第2の断面内で分割して分割光束の夫々を該第2の断面内で結像させる第2光学部材と、 A second optical member for forming an image of each of the divided and split light beams in a second cross-section orthogonal to the light beam to and the first section including the optical axis of the second in the section of the incident,
該第2光学部材の結像点に前側焦点を位置させている集光光学系と、 A focusing optical system that is positioned the front focus image point of the second optical member,
ノズル部材のノズル穴に対応する複数個の小さな開口を該第1の断面内で光軸と直交する第1の方向に並べたマスクパターンを備え、該集光光学系の後側焦点に設置しているマスクと、 A mask pattern formed by arranging in a first direction perpendicular to the optical axis a plurality of small openings corresponding to nozzle holes of the nozzle member in the first cross section, installed at the rear focus of the condenser optical system and the mask is,
該マスクパターンの像を被加工物上に結像する投影光学系と、を用い、 Using a projection optical system for forming an image of the mask pattern on the workpiece,
前記光源からの光束を、前記第1光学部材と前記第2光学部材とを通過させて複数の光束に分割し、 The light beam from the light source, the first is passed through the optical member and the second optical member is divided into a plurality of light beams,
該光源からの光束は、前記第1の断面内で、前記第1光学部材により分割され、前記アナモフィックレンズにより中間像を形成した後、前記集光光学系を介して前記投影光学系の入射瞳に結像するように前記マスクパターンを照明し、 The light beam from the light source is in the first cross section, is divided by the first optical member, wherein after forming an intermediate image by the anamorphic lens, the entrance pupil of the projection optical system via the light converging optical system illuminating the mask pattern so as to form an image on,
該光源からの光束は、前記第2の断面内で、前記第2光学部材により分割され前記集光光学系の前側焦点で結像させられ、該集光光学系を介して前記マスクパターンを照明し、 The light beam from the light source is in said second section, said second split by the optical member caused to imaging at the front focal point of the focusing optical system, illuminating the mask pattern through the condenser optical system and,
前記第1光学部材と前記第2光学部材とを通過した前記複数の光束は、前記マスク上で前記第1の断面内及び前記第2の断面内で夫々重なって該マスクに照明域を形成し、 Wherein said plurality of light beam passed through the first optical member and said second optical member, respectively overlap each other to form an illumination area on the mask in the above on the mask in the first section and the second section ,
該照射された前記マスクパターンの像を、前記投影光学系により、前記被加工物上に結像し、 An image of the mask pattern which is the irradiation by the projection optical system forms an image on the workpiece,
前記マスクパターンとは形状及び/又は寸法が異なるパターンを照明する際に、前記第2光学部材を光路から離脱又は他の光学素子と交換することにより、前記第2の断面内で、前記光源からの光束を、前記集光光学系で該パターン上に集光し該パターンをクリチカル照明することを特徴としている。 When the shape and / or the size and the mask pattern is illuminated with different patterns, the second optical member by replacing the leaving or other optical elements from the optical path, in said second section, from said light source of the light beam, is characterized in that critical illuminating the condensed the pattern on said pattern by said condensing optical system.
【0016】 [0016]
請求項25の発明は請求項24の発明において前記第2光学部材は前記第1の方向に母線を有する複数のシリンドリカルレンズを前記第2の断面内で光軸と直交する第2の方向に並べて構成したシリンドリカルレンズアレイであることを特徴としている。 And the invention of claim 25 is the second optical member in the invention of claim 24 arranged in a second direction perpendicular to the optical axis a plurality of cylindrical lenses in the second cross-section with a generatrix in the first direction it is characterized in that it is configured to have a cylindrical lens array.
請求項26の発明は請求項25の発明において前記マスクパターンの前記第2の方向の幅をL z0 、前記集光光学系の焦点距離をf 、前記第2光学部材による光束の分割数をu、該第2光学部材へ入射する光束の該第2の方向の幅をa 61zとする時、前記シリンドリカルレンズの焦点距離f 61zが条件式: Claim 26 of the invention the width of the second direction L of the mask pattern in the invention of claim 25 z0, the focal length of the focusing optical system f 9, the division number of the light flux by the second optical member u, when the width of the second direction of the light beam incident on the second optical member and a 61 z, the focal length f 61 z of the cylindrical lens satisfies conditional expression:
【数3】 [Number 3]
を満足していることを特徴としている。 It is characterized in that it is satisfied.
請求項27の発明は請求項26の発明において前記マスクから前記投影光学系の入射瞳までの距離をsとする時、該入射瞳の径A 11が以下の条件式: When the invention of claim 27 is that the distance from said mask to the entrance pupil of the projection optical system and s in the invention of claim 26, the diameter A 11 of the following conditional expressions of the entrance pupil:
【数4】 [Number 4]
を満足していることを特徴としている。 It is characterized in that it is satisfied.
請求項28の発明は請求項24〜27のいずれか1項の発明において前記光源からの光を光束分割手段により前記第2の断面に関してn個(n≧2)の互いに略平行な照明光束L 0,1 〜L 0,nに振幅分割で分割し、次いで前記第1光学部材により前記第1の断面に関して、各光束L 0,j (但しj=1〜n)を夫々m個(m≧2)の照明光束L 1,j 〜L m,jに分割すると共に該照明光束L 1,j 〜L m,jを互いに異なる方向に向けて第1の位置で交差せしめた後前記アナモフィックレンズに入射せしめ、次いで前記第2光学部材により該第2の断面に関して、照明光束L i,1 〜L i,n毎に(但しi=1〜m)u個の光束に分割することを特徴としている。 Substantially parallel illumination light flux from one another of n with respect to said second section (n ≧ 2) by the light beam splitting means light from the light source invention in the invention of any one of claims 24 to 27 claim 28 L divided by the amplitude division in the 0, 1 ~L 0, n, and then with respect to said first section by said first optical member, the light beams L 0, j (where j = 1 to n) respectively of m (m ≧ illumination beams 2) L 1, j ~L m , the illumination light beam L 1, j ~L m, the anamorphic lens after allowed intersect at a first position toward a different direction j as well as divided into j allowed incident, then with respect to the second by the optical member of the second section, is characterized illumination beams L i, 1 ~L i, for each n to divide the (where i = 1 to m) u pieces of light flux .
請求項29の発明は請求項28の発明において前記光束分割手段はビームスプリッタと反射ミラーを有することを特徴としている。 The invention of claim 29 wherein the beam splitting means in the invention of claim 28, is characterized by having a reflecting mirror and beam splitter.
請求項30の発明は請求項28又は29の発明において前記光源と前記光束分割手段との間に該光源からの光を前記第2の断面内で位置調整する光束調整手段を有することを特徴としている。 The invention of claim 30 is characterized by having a light beam adjustment means for positioning within the second section of the light from the light source between the beam splitting means and the light source in the invention of claim 28 or 29 there.
請求項31の発明は請求項24〜30のいずれか1項の発明において前記光源はエキシマレーザであることを特徴としている。 The invention of claim 31 wherein the light source in the invention of any one of claims 24 to 30 is characterized by an excimer laser.
【0017】 [0017]
請求項32の発明のインクジェットプリンタの製造方法は請求項24〜31のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法によりノズル部材を製造する段階を有することを特徴としている。 Method of manufacturing an inkjet printer of the invention of claim 32 is characterized by including the step of producing a nozzle member by the method of manufacturing a nozzle member according to any one of claims 24 to 31.
【0023】 [0023]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
図1は本発明のノズル部材の製造方法及びこれを用いた加工装置の実施形態1の要部概略図(平面図)であり、図2は本発明の実施形態1の要部概略図(側面図)である。 Figure 1 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 1 of the machining apparatus using the method and the same manufacturing a nozzle member of the present invention (plan view), FIG. 2 is schematic view of the essential portions of Embodiment 1 of the present invention (aspect it is a diagram). 説明の便宜上光学系の光軸(後述の投影レンズ12の光軸を光学系の光軸とする)をx 軸とし、平面図をxy 面、側面図をxz 面とするようなxyz 座標系を設定する。 For convenience of the optical system the optical axis of the description (the optical axis of the optical system the optical axis of the projection lens 12 to be described later) as x-axis, xy plane plan view, the xyz coordinate system as a side view and xz plane set to. そしてy 軸方向を第1の方向、z 軸方向を第2の方向、xy 面を第1の平面(第1の断面)、xz 面を第2の平面(第2の断面)とする。 The first direction in the y-axis direction, the z-axis direction the second direction, the xy plane first plane (first cross section), the xz plane and the second plane (second cross section).
【0024】 [0024]
図中、1は光源であり、例えばKrF エキシマレーザ等のレーザを用いる。 In the figure, 1 is a light source, for example, a laser of KrF excimer laser or the like. 2、3は折り返しミラーであり、光源からの射出光束の方向を調整する。 2,3 is a folding mirror to adjust the direction of the light rays emitted from the light source. G Pは平行平板ガラスであり、y 軸に平行な回転軸を中心に回転可能であり、入射光束をxz 面内でz 方向にシフトする。 G P is a parallel flat glass, is rotatable about a rotation axis parallel to the y-axis shifts in the z direction of the incident light beam in the xz plane. B Sはビームスプリッターであり、入射する光束を透過光束と反射光束に振幅分割する。 B S is the beam splitter and the amplitude splitting the light beam incident on the transmitted light beam and the reflected light beam. M は反射ミラーであり、ビームスプリッターB Sで反射された光束を反射して前記透過光束と略平行にする。 M is a reflective mirror reflects the light beam reflected by the beam splitter B S into parallel the transmitted light beam substantially. 尚、反射ミラーM はy 軸に平行な回転軸を中心として回転してその傾きを変えられ、且つそのz 方向の位置も変えることができる。 The reflection mirror M is changed its inclination by rotating around a rotation axis parallel to the y-axis, and can be changed the position of the z-direction. 平行平板ガラスG P等は光束調整手段の一要素を構成しており、ビームスプリッターB S 、反射ミラーM 等は光束分割手段の一要素を構成している。 Parallel-plate glass G P, etc. constitutes an element of the light flux adjusting means, the beam splitter B S, reflection mirror M or the like is an element of the beam splitter.
【0025】 [0025]
4はy 方向光束分割手段(第1光学部材)であり、一対の頂角が等しいプリズム4a,4b を離して設置して構成し、レーザ光束をxy 面内で進行方向の異なる3つの照明光束に分割する。 4 y direction beam splitting means is a (first optical member), a pair of apex angle equal prisms 4a, constructed by installing away 4b, 3 one illumination beams traveling in different directions with a laser beam in the xy plane It is divided into. 5は中央に開口を形成している遮光マスク、6はz 方向光束分割手段(第2光学部材)であり、一対の頂角が等しいプリズム6a,6b で構成し、レーザ光束をxz 面内で方向の異なる2つの照明光束に分割する。 5 light-shielding mask which forms an opening in the center, 6 is the z-direction beam splitting means (second optical member), a pair of apex angle equal prisms 6a, composed of 6b, the laser beam in the xz plane It split into two illumination beams having different directions. 7はxy 面内にだけ集光作用を持つ第1シリンドリカルレンズ(アナモフィックレンズ)である。 7 is a first cylindrical lens having only condensing action in the xy plane (anamorphic lens). 9は集光光学系を構成する凸レンズ(レンズ系)であり、通常のxy 面及びxz 面に関して互いに同じ屈折力即ち同じ集光作用をもつ回転対称なレンズである。 9 is a convex lens (lens system) constituting the light converging optical system is a rotationally symmetric lens having the same optical power i.e. the same condensing action each other with respect to the normal of the xy plane and the xz plane.
【0026】 [0026]
10はマスクであり、このマスク面は照明光束による被照明面である。 10 is a mask, the mask surface is the surface to be illuminated by the illumination light beam. マスク10の位置は凸レンズ9の後側焦点F9' と略一致している。 Position of the mask 10 substantially coincides with the rear focal F9 'of the convex lens 9. 12は投影レンズ(投影光学系)、 11は投影レンズ12の入射瞳(ときとして絞りが入射瞳になる場合がある)である。 12 projection lens (projection optical system), 11 is the entrance pupil of the projection lens 12 (sometimes there is a case where the diaphragm is the entrance pupil). 13は被加工物(加工片)であり、本実施形態の場合、インクジェットプリンタのオリフィス・プレート(ノズル部材)として加工する一対の板材である。 13 is a workpiece (workpiece), in this embodiment, a pair of plate members to be processed as an orifice plate of an ink-jet printer (nozzle member). 14はマスク10の保持部材であり、15は被加工物13の保持部材(第1、第2の被露光基板を保持する手段)である。 14 is a holding member of the mask 10, 15 is a holding member of the workpiece 13 (the first, means for holding a second substrate to be exposed). 投影レンズ12はマスク10上のパターン(複数のマスクパターン)の像を被加工物13の表面に投影している。 The projection lens 12 is projecting an image of a pattern on the mask 10 (plurality of mask patterns) on a surface of the workpiece 13.
【0027】 [0027]
図3は平行平板ガラスG Pから第1シリンドリカルレンズ7までの部分の詳細図である。 Figure 3 is a detailed view of a portion of a parallel plate glass G P to the first cylindrical lens 7. 図3(A) は平面図、図3(B) は側面図である。 3 (A) is a plan view, FIG. 3 (B) is a side view.
【0028】 [0028]
図4は本実施形態のマスク10の正面図である。 Figure 4 is a front view of the mask 10 of the present embodiment. マスク10のパターンは不透明の背景部に直径L z0の透明な小穴(開口)をy 軸に平行な二直線に添って規則正しく設けた形状であり、y 方向の全体の長さはL y0であり、小穴の幅はL z0であり、小穴列間の間隔はS zである。 Pattern of the mask 10 is opaque shape provided regularly along two straight lines parallel transparent eyelet (the opening) on the y-axis diameter L z0 background section, the overall length of the y-direction is an L y0 , the width of the small hole is L z0, the spacing between the small hole row is S z. マスク10は透明基板上にクロム膜等の金属膜(背景部)を形成し、パターニングによってパターン(小穴列)を形成している。 Mask 10 to form a metal film of chromium film or the like on a transparent substrate (background portion) to form a pattern (small hole column) by the patterning. なお、このパターンはノズル部材のインク吐出穴(ノズル穴)に対応するパターンであり、パターンの在る領域はマスクパターン領域である。 Note that this pattern is a pattern corresponding to the ink discharge port of the nozzle member (nozzle holes), a region of the pattern is a mask pattern region.
【0029】 [0029]
本実施形態のマスクのパターンは、第1の方向に長く、第2の方向には狭小な範囲(L y0 ×L z0 、 下付字のy ,z は夫々y 方向、z 方向の要素であることを示す)に形成された小穴列から成る個別パターン(マスクパターン)P iを2個、間隔S zをおいて平行に配置した構成となっている。 Pattern of the mask of this embodiment is long in the first direction, the second direction narrow range (L y0 × L z0, y cuff-shaped, z are each the y direction is the z-direction component two individual pattern (mask pattern) P i consisting formed small hole columns are shown) that has a structure which is arranged in parallel with a spacing S z. つまり、2個のマスクパターンを第2の方向に沿って互いに平行に配置している。 In other words, the two mask patterns in the second direction are parallel to each other. 本実施形態の場合、個別パターンP 1を第1のマスクパターン、個別パターンP 2を第2のマスクパターンとする。 In this embodiment, the individual pattern P 1 a first mask pattern, and an individual pattern P 2 a second mask pattern. 本実施形態ではマスク10の一対のマスクパターンを被加工物(一対の加工片)13上に投影して被加工物上の2ケ所に長さ略10mmの間に直径20μm〜50μm の多数の小穴を穿つのである。 Large number of small diameter holes 20μm~50μm between a pair of the mask pattern workpiece (a pair of workpieces) 13 length substantially 10mm in two locations on the projected workpiece on the mask 10 in this embodiment a is boring to.
【0030】 [0030]
投影レンズ12の投影倍率を1/5 とすれば、各マスクパターンはL y0 =50mmにわたって直径L z0 =0.1〜0.25mmの透明な小穴が並んでいるマスクパターンになる。 If 1/5 of the projection magnification of the projection lens 12, the mask pattern is a mask pattern in a row is transparent small holes having a diameter L z0 = 0.1 to 0.25 mm for L y0 = 50 mm.
【0031】 [0031]
マスクの長手方向(y 方向)とy 方向光束分割手段4の光束分割方向は全て一致しており、マスク10はその中心がx 軸と一致するようにマスク保持部材14に取り付けられている。 Longitudinal direction (y direction) and the beam splitting direction of the y-direction beam splitting means 4 of the mask is consistent all, the mask 10 is attached to the mask holding member 14 so that its center coincides with the x-axis.
【0032】 [0032]
なお、第1シリンドリカルレンズ7及び凸レンズ9はアナモフィックな光学系の一要素を構成している。 The first cylindrical lens 7 and the convex lens 9 is an element of the anamorphic optical system.
【0033】 [0033]
本実施形態の作用を説明する。 The operation of this embodiment will be explained. 本実施形態の光学的作用はxy 平面内の作用と、xz 平面内の作用とで差異があるので、2つに分けて説明する。 Optical action of the present embodiment and the action of the xy plane, since there are differences in the action of the xz plane, described in two.
【0034】 [0034]
先ず、主に図1と図3(A) を用いてxy 平面(第1の断面)内の作用を説明する。 First, mainly explaining the action of the xy plane (the first cross section) with reference to FIGS. 1 and 3 (A). 光源から光軸方向に射出するレーザビームは、z 方向の幅よりy 方向の幅が大きい断面形状の光束である。 Laser beam emitted to the optical axis direction from the light source is a light beam width is large cross-sectional shape in the y-direction than the width in the z-direction. この光束は折り返しミラー2、3で反射されてマスク長手方向であるy 軸と光束の長手方向を一致させて、且つx 軸に平行にした後、平行平板ガラスG Pに入射する。 The light beam is made to coincide with the longitudinal direction of the y-axis and the light beam is masked longitudinally and is reflected by the folding mirror 2, and after the parallel to the x-axis, incident on the parallel plate glass G P.
【0035】 [0035]
xy 平面内においては平行平板ガラスG P 、ビームスプリッターB s 、反射ミラーM は何んらの収束発散作用も行わない。 parallel-plate glass G P in the xy plane, the beam splitter B s, the reflection mirror M is not performed even converging diverging effect what Nra. 但し、光源からの光束L 0はビームスプリッターB s 、反射ミラーM によってxz 面内で2つの照明光束L 0,1及びL 0,2に分割されているので、y 方向光束分割手段4に入射する光束はL 0,jと表わす(j=1,2) 。 However, since the light beam L 0 from the light source is divided into a beam splitter B s, 2 one of the illumination light beam in the xz plane by the reflection mirror M L 0, 1, and L 0, 2, enters the y-direction beam splitting means 4 the light beam which is denoted L 0, j (j = 1,2 ).
【0036】 [0036]
y 方向光束分割手段4は図3(A) に示すようにy 方向に2個のプリズム4a,4b を隙間を設けて並べて構成したもので、入射光束L 0,jを、xy 平面内で、進行方向の異なる3つの照明光束L 1,j ,L 2,j ,L 3,jに分割する。 two prisms 4a in the y direction as y-direction beam splitting means 4 is shown in FIG. 3 (A), 4b which was constructed side by side a clearance, and the incident light beam L 0, j, in the xy plane, illumination beams L 1 traveling directions different three, j, L 2, j, divided into L 3, j.
【0037】 [0037]
分割された3つの照明光束L 1,j ,L 2,j ,L 3,jの各中心光線は光軸上の一点F 7y (第1の位置)で交わり、この位置F 7yに遮光マスク5を配置している。 Divided three illumination beams L 1, j, L 2, j, L 3, each central ray of j intersect at a point F 7y on the optical axis (the first position), the light shielding mask 5 at this position F 7y the are arranged. 遮光マスク5は分割された3つの照明光束のy 方向の幅を等しくすると共に、y 方向光束分割手段4以前で発生した迷光を排除している。 With shielding mask 5 is equally divided by three width in the y-direction of the illumination light beam, and eliminate the stray light generated in the y-direction beam splitting means 4 previously.
【0038】 [0038]
この遮光マスク5の設置位置F 7yは第1シリンドリカルレンズ7の前側焦点であり、これによって第1シリンドリカルレンズ7から射出する3つの照明光束の各中心光線は光軸に対して平行に射出する。 The installation position F 7y of the light shielding mask 5 is front focus of the first cylindrical lens 7, which each of the three central rays of the illumination light beam emitted from the first cylindrical lens 7 by is emitted in parallel to the optical axis. つまり、マスク5と第1シリンドリカルレンズ7は所謂テレセントリック光学系を構成している。 That is, the mask 5 and the first cylindrical lens 7 constitutes a so-called telecentric optical system. なお、3つの照明光束が第1シリンドリカルレンズ7に入射する前にz 方向光束分割手段6を透過するが、xy 平面内では、3つの照明光束はz 方向光束分割手段6の平行平板としての光学作用を受けるのみである。 The optical three illumination light beam is transmitted through the z-direction beam splitting means 6 before being incident on the first cylindrical lens 7, in the xy plane, the three illumination beams are as parallel plate in the z-direction beam splitting means 6 it is only acted upon. (ただし、実際には後述するようにxz 面内で前記の2つの照明光束L i,1 ,L i,2は互いに向きを変えられる。) そして3つの照明光束L 1,j ,L 2,j ,L 3,jは第1シリンドリカルレンズ7を透過後、その像界側の後側焦点位置F 7y '(第2の位置、第1集光面)にフォーカスされ、3つの像(xy 面内の中間像)I 7y+ ,I 7y0 ,I 7y-を形成する。 (However, the actual two illumination beams of the at the xz plane, as will be described later in L i, 1, L i, 2 is turned around each other.) The three illumination beams L 1, j, L 2, j, L 3, j after transmitting the first cylindrical lens 7, the back focal position of the image field side F 7y '(second position, the first light-collecting surface) is focused, 3 Tsunozo (xy plane intermediate image) I 7y inner +, to form the I 7y0, I 7y-. なお、これらの像は、xz 面内では、各光束が拡がっている為に実際にはz 軸に平行な直線状の像となっている。 Note that these images are in the xz plane, actually it has a parallel linear image in the z-axis for each light beam has spread.
【0039】 [0039]
ついで凸レンズ9は、上記の3つの線像I 7y+ ,I 7y0 ,I 7y-を投影レンズ12の入射瞳面11に像I 9y- ,I 9y0 ,I 9y+として再結像する。 Then the convex lens 9, said three linear image I 7y +, I 7y0, I 7y- image of the entrance pupil plane 11 of the projection lens 12 I 9y-, I 9y0, reimages as I 9y +. この時、マスク10の位置では、ここが凸レンズ9の後側焦点F 9 ' である為に、3つの照明光束は全てxy 面内で重なるが、デフォーカスしている。 At this time, the position of the mask 10, here for a side focal F 9 'of the convex lens 9, overlaps in all three illumination beams are xy plane and defocused. この重なった長さ(照明領域の長さ)をL yとする。 The overlapping length (length of the illumination area) and L y. この大きさL yは、図5に示すように、マスクパターンP 1 ,P 2のy 方向の大きさL y0を十分カバーするようにしている。 The size L y, as shown in FIG. 5, the magnitude of L y0 in the y-direction of the mask pattern P 1, P 2 and so as to sufficiently cover.
【0040】 [0040]
投影レンズ12はマスク10の各マスクパターンを被加工物13上に結像する。 The projection lens 12 forms an image of each mask pattern of the mask 10 on the workpiece 13. その際、入射瞳11を投影レンズ12の前側焦点の位置に設定しておれば投影レンズ12を出た照明光束の主光線は光軸に平行に出射する。 At that time, the principal ray of the illumination light beam exiting the projection lens 12 when I is set to the position of the front focal point of the entrance pupil 11 projection lens 12 is parallel to the emission optical axis.
【0041】 [0041]
以上の構成により、本実施形態のxy 平面内ではレーザ光源からの光束を3つの照明光束L 1,j ,L 2,j ,L 3,jに分割して、夫々を線像I 7y+ ,I 7y0 ,I 7y-として、フォーカスし、次に像I 9y- ,I 9y0 ,I 9y+として投影レンズ12の入射瞳11内に再結像している。 With the above configuration, the illumination light beam L 1 of the three light beam from the laser light source in the xy plane of this embodiment, j, L 2, j, divided into L 3, j, respectively ray image I 7y +, I 7Y0, as I 7Y-, focus, then the image I 9Y-, are re-imaged on the I 9y0, I 9y + as the entrance pupil 11 of the projection lens 12. 又、ケーラ照明を実現してマスク10全体をy 方向に均一に照明している。 Moreover, it is uniformly illuminate the entire mask 10 in the y-direction to achieve Kohler illumination.
【0042】 [0042]
なお、第1シリンドリカルレンズ7の焦点距離f 7yは、このレンズ7へ入射する照明光束L iのy 方向の直径a 7y 、凸レンズ9の焦点距離f 9及びマスク10の照明域の長さL yで定まる。 Incidentally, the focal length f 7y of the first cylindrical lens 7, the illuminating light beam L i in the y-direction diameter a 7y, the length L y of the light field of the focal length f 9 and the mask 10 of the convex lens 9 to be incident to the lens 7 determined by. 即ち、凸レンズ9が第1シリンドリカルレンズ7で形成された線像I 7y+ ,I 7y0 ,I 7y-を入射瞳11上に結像するときの結像倍率をm 9y 、凸レンズ9の後側主平面から投影レンズ12の入射瞳11までの距離をb 9yとすると、第1シリンドリカルレンズ7の焦点距離f 7y That is, the convex lens 9 is formed by the first cylindrical lens 7 ray image I 7y +, I 7y0, I 7y- imaging magnification m 9y when imaged onto the entrance pupil 11, rear principal plane of the convex lens 9 the distance to the entrance pupil 11 of the projection lens 12 when the b 9y from the focal length f 7y of the first cylindrical lens 7
f 7y =a 7y *{(b 9y −f 9 )/L y }*|1/m 9y | ・・・(1) f 7y = a 7y * {( b 9y -f 9) / L y} * | 1 / m 9y | ··· (1)
で与えられる。 It is given by. (*はかけ算を表す。) (* Represents a multiplication.)
通常、エキシマレーザから射出した直後のレーザ光束のy 方向の幅をa 0y 、y 方向光束分割手段4での分割数をm とすればa 7y =a 0y /m である。 Usually, it is the width of the y direction of the laser beam immediately after emitted from the excimer laser a 0y, if the number of divisions in the y-direction beam splitting means 4 and m a 7y = a 0y / m . これらの関係を用いて実際に照明すべき範囲から各パラメータを決定すれば良い。 The range to be actually illuminated using these relationships may be determined each parameter.
【0043】 [0043]
マスク10の照明域L yはマスクパターンP 1 ,P 2のy 方向の長さL y0に対して同程度から、20%程大きい寸法、即ち From the same extent with respect to the illumination area L y is the mask pattern P 1, P 2 in the y-direction length L y0 of the mask 10, a large size about 20%, i.e.
L y0 ≦L y ≦1.2*L y0・・・(2) L y0 ≦ L y ≦ 1.2 * L y0 ··· (2)
までが望ましい。 Until the desirable. そのためには第1シリンドリカルレンズ7への照明光束L iの入射幅であるa 7yをa 7y 〜(a 7y /1.2)として第1シリンドリカルレンズ7の焦点距離f 7yを決定し、実際には幅a 7yの照明光束を入射させれば良い。 For that determines the focal length f 7y of the first cylindrical lens 7 a 7y is the incident width of the illumination beams L i of the first cylindrical lens 7 as a 7y ~ (a 7y /1.2) , fact Width the illumination beams a 7y it is sufficient to enter. つまり、f 7yを次式により決定すれば良い。 In other words, the f 7y may be determined by the following equation.
【0044】 [0044]
f 7y =k*a 7y *{(b 9y -f 9 )/L y0 }*|1/m 9y | ・・・(3) f 7y = k * a 7y * {(b 9y -f 9) / L y0} * | 1 / m 9y | ··· (3)
但し、k=1〜1/1.2 (*はかけ算を表す。) However, k = 1~1 / 1.2 (* denotes a multiplication.)
次に、この結果からy 方向光束分割手段4を構成する2つのプリズム4a,4b の条件を求める。 Next, two prisms 4a constituting the y-direction beam splitting means 4 from the result to determine the condition of 4b. y 方向光束分割手段4からの出射角度は第1シリンドリカルレンズ7の焦点距離f 7yと投影レンズ12の入射瞳11の直径A 11と凸レンズ9のy 方向の結像倍率m 9yで定まる。 emission angle from the y-direction beam splitting means 4 is determined by the magnification m 9y in the y direction of a diameter A 11 and the convex lens 9 of the entrance pupil 11 of the focal length f 7y and the projection lens 12 of the first cylindrical lens 7.
【0045】 [0045]
即ち、上記の3つの線像I 7y+ ,I 7y0 ,I 7y-が入射瞳11(絞りの開口)の中に結像される為には、次の条件を満たさなければならない。 That is, in order to the above three line image I 7y +, is I 7y0, I 7y- is imaged into the entrance pupil 11 (the aperture of the diaphragm) must satisfy the following conditions.
【0046】 [0046]
tan(θ 7y-max ) ≦(A 11 /2)/(f 7y *m 9y ) ・・・(4) tan (θ 7y-max) ≦ (A 11/2) / (f 7y * m 9y) ··· (4)
ここに、 here,
θ 7y-max :y 方向光束分割手段4から斜め方向に射出する照明光束が光軸となす角度である(図3)。 θ 7y-max: illuminating light beam emerging from the y-direction beam splitting means 4 in the oblique direction is the angle between the optical axis (FIG. 3). (*はかけ算を表す。) (* Represents a multiplication.)
2つのプリズム4a,4b は(4)式で得られるθ 7y-maxを偏角として与えるプリズムで構成すれば良い。 Two prisms 4a, 4b may be composed of a prism to provide a deflection angle of theta 7y-max obtained in (4) below.
【0047】 [0047]
なお、光学配置の決定に際しては次に説明するz 方向光束分割手段6の光学作用を考慮しておかなければならない。 Incidentally, we must be taken into account the optical effect of the z-direction beam splitting means 6 which will be described in determining the optical arrangement. 以上が本実施形態のxy 平面内の作用である。 The above is the action of the xy plane of this embodiment.
【0048】 [0048]
次に、図2と図3(B) を用いて、xz 平面(第2の断面)内の作用について説明する。 Next, with reference to FIGS. 2 and FIG. 3 (B), description of the operation in the xz plane (second cross section). 光源1から光軸方向に射出するレーザビームは通常、z 方向の幅よりy 方向の幅が大きい断面形状の光束である。 Laser emitted from the light source 1 in the optical axis direction beam is usually light beam width is large cross-sectional shape in the y-direction than the width in the z-direction. この光束は折り返しミラー2、3によってマスク長手方向であるy 軸と光束の長手方向を一致させて、且つx 軸に平行にした後、平行平板ガラスG Pに入射する。 The light beam is made to coincide with the longitudinal direction of the y-axis and the light beam is masked longitudinal direction by folding mirrors 2 and 3, and after the parallel to the x-axis, incident on the parallel plate glass G P.
【0049】 [0049]
光束は平行平板ガラスG Pでz 方向に平行にシフトする。 The light beam is shifted in parallel to the z-direction in parallel-plate glass G P. シフトした光束L 0は次いでビームスプリッターB sに入射し、ここで振幅分割されて透過光束L 0,2と反射光束L 0,1の2つの光束に分かれる。 The light beam L 0 which is shifted is then incident on the beam splitter B s, divided into two beams of transmitted light beam L 0, 2 and the reflected light beam L 0, 1 where it is amplitude division. 反射光束L 0,1は反射ミラーM で再度反射されて、光軸と略平行な光束となり、透過光束L 0,2と並んでy 方向光束分割手段4に入射する。 The reflected light beam L 0, 1 is reflected again by the reflection mirror M, becomes substantially parallel beam to the optical axis is incident in the y-direction beam splitting means 4 along with the transmitted light beam L 0, 2.
【0050】 [0050]
このxz 面内では、y 方向光束分割手段4は入射光束に対して単に平行平板としての作用しか及ぼさない。 This xz plane, y-direction beam splitting means 4 have only act as merely a parallel plate with respect to the incident light beam. しかし、光束L 0,1及び光束L 0,2は前に説明したようにy 方向光束分割手段4を通過して、xy 面内では3つの照明光束L 1,j ,L 2,j ,L 3,jに分割されているので (但し、j=1,2)、図3(B) ではy 方向光束分割手段4を通過して光束L i,1 ,L i,2となり(但しi=1,2,3)、遮光マスク5を通過してz 方向光束分割手段6に入射する。 However, the light beam L 0, 1 and the light beam L 0, 2 passes through the y-direction beam splitting means 4, as previously described, illumination beams L 1 three are in the xy plane, j, L 2, j, L 3, since it is divided into j (where, j = 1, 2), the light beam passes through the FIG. 3 (B) in the y-direction beam splitting means 4 L i, 1, L i , 2 next (where i = 1, 2, 3), enters the z-direction beam splitting means 6 passes through the light-shielding mask 5.
【0051】 [0051]
z 方向光束分割手段6は、図3(B) に示すように、z 方向に2個の頂角が等しいプリズム6a,6b を並べて構成したもので、入射する照明光束L i,1 ,L i,2の方向をxz 平面内で互いに交差するように変える。 z-direction beam splitting means 6, as shown in FIG. 3 (B), 2 pieces of vertex angle equal prisms 6a in the z-direction, which was constituted by arranging 6b, illumination incident light beam L i, 1, L i changes so as to intersect each other two directions in the xz plane. これらの2つの照明光束L i,1 ,L i,2は第1シリンドリカルレンズ7によってはz 方向に何んらの収束、発散作用も受けない。 These two illumination beams L i, 1, L i, 2 is converged what Nra in the z-direction by the first cylindrical lens 7, not subject to diverging effect.
【0052】 [0052]
方向を変えた2つの平行照明光束L i,1 ,L i,2の各中心光線は第1シリンドリカルレンズ7を透過した後、このレンズの後側焦点位置F 7y 'において互いに交わる。 After two parallel illumination luminous flux changes direction L i, 1, L i, 2 of the central ray is transmitted through the first cylindrical lens 7, intersect one another at the back focal point F 7y 'after this lens. 次いでこれらの2つの平行照明光束は夫々凸レンズ9に入射し、これを透過後、凸レンズ9の後側焦点F 9 ' に設置しているマスク10の位置に像I 9z+ ,I 9z-としてフォーカスする。 Then two parallel illumination beams which are incident on each lens 9, after transmitting this image I to the position of the mask 10 which is installed at the back focal F 9 'of the convex lens 9 9z +, focus as I 9Z- . この像はy 方向には図5に示すL yの大きさに拡がっているので、夫々長さL yの線像である。 This image is in the y-direction has spread to the size of L y shown in FIG. 5 is a line image of the respective length L y. また2つの線像I 9z+ ,I 9z-の間隔はS zである。 The two line image I 9z +, interval I 9Z- is S z. 投影レンズ12は、このようなz 方向には点に近い大きさで照明されているマスク10の複数のマスクパターンを被加工物13上に結像しているのである。 The projection lens 12, in such a z-direction with each other to image the plurality of mask pattern of the mask 10 being illuminated in a size close to a point on the workpiece 13.
【0053】 [0053]
以上のxz 平面内の作用において、本発明の特徴である平行平板ガラスG P 、ビームスプリッターB s 、反射ミラーM の機能をより詳細に説明する。 In operation of the above xz plane, parallel-plate glass G P is a feature of the present invention, the beam splitter B s, explaining the function of the reflection mirror M more detail.
【0054】 [0054]
被加工物への露光の前にこの部分を調整する。 Before exposure to the workpiece to adjust this part. まず平行平板ガラスG Pを回転してレ−ザ光束L 0をz 方向にシフトして、ビームスプリッターB sを透過する光束L 0,2が全てプリズム6aに入射して屈折され、プリズム6bには全く入射しないように、z 方向光束分割手段6での光束入射位置を見ながら調整する。 First, by rotating the parallel plate glass G P les - the laser light beam L 0 is shifted in the z direction, the light beam L 0, 2 passing through the beam splitter B s is refracted incident all prism 6a, the prism 6b exactly from entering into, adjusted while looking at the light-incident position in the z-direction beam splitting means 6.
【0055】 [0055]
次いで、反射ミラーM の傾きとz 方向の位置を調整してビームスプリッターB sで反射された光束L 0,1を透過光束L 0,2と平行にして,光束L 0,1が全てプリズム6bに入射して屈折され、プリズム6aには全く入射しないようにする。 Then, the reflection position of the slope and the z-direction of the mirror M adjusted to the light beam L 0, 1 reflected by the beam splitter B s in parallel to the transmitted light beam L 0, 2, the light beam L 0, 1 and all prism 6b incident is refracted, totally to prevent incident on the prism 6a.
【0056】 [0056]
このようにして、z 方向光束分割手段6の各プリズム6a,6b にビームスプリッターB sの透過光束L 0,2と反射光束L 0,1が1つ1つ対応して入射するように調整する。 In this way, each prism 6a of z-direction beam splitting means 6, the transmitted light beam L 0, 2 and the reflected light beam L 0, 1 and 6b to the beam splitter B s is adjusted such that the incident correspondingly one by one . 各プリズムに入射する光束はいずれも光軸に平行なので各プリズムからの出射光束の光軸に対する角度の絶対値は等しくなる。 Absolute value of the angle with respect to the optical axis of the light beam emitted from each prism Since both the light beam parallel to the optical axis incident on each prism are equal.
【0057】 [0057]
なお、この時2つの光束の強度は必ずしも等しくならないので、場合によっては強度を合わせ込むために強度の大きいほうに減光フィルター等を挿入して強度を調整する。 Since the intensity at this time two beams are not necessarily equal, and in some cases adjusting the intensity by inserting neutral density filter or the like in the larger intensity to intended to adjust the intensity.
【0058】 [0058]
以上で平行平板ガラスG P 、ビームスプリッターB s 、反射ミラーM の調整を終え、被加工物13への加工を開始するのである。 Parallel-plate glass G P above, the beam splitter B s, after adjustment of the reflection mirror M, it is to start the processing into the workpiece 13.
【0059】 [0059]
このように平行平板ガラスG P 、ビームスプリッターB s 、反射ミラーM は光源からの光束を振幅分割してz 方向に2倍の大きさに拡大すると共に、z 方向光束分割手段6へ光束が適切に入射するように調整する機能を有している。 Thus parallel-plate glass G P, the beam splitter B s, the reflection mirror M along with expanding the light beam from the light source to twice the size in the z direction and amplitude division, the light beam is properly the z-direction beam splitting means 6 and it has a function of adjusting to be incident on.
【0060】 [0060]
z 方向光束分割手段6を構成するプリズム6a,6b の頂角は次の関係に基づいて決定される。 Prisms 6a constituting the z-direction beam splitting means 6, the apex angle of 6b is determined based on the following relationship. 即ち、プリズム6a,6b の偏角はそのまま凸レンズ9への平行光束の入射角θ 9z (図2)となるから、 That is, the prism 6a, the argument of 6b is because it becomes the incident angle theta 9z parallel light beam to the convex lens 9 (FIG. 2),
tanθ 9z =(S z /2)/f 9 tanθ 9z = (S z / 2 ) / f 9
なる関係が得られる。 The relationship can be obtained. プリズム6a,6b をこのθ 9zを偏角として与えるプリズムで構成すれば良い。 Prisms 6a, 6b and may be composed of a prism to provide the theta 9z as argument. このプリズムは、xz 面内で分割された2つの照明光束L i,1 ,L i,2の各中心光線が第1シリンドリカルレンズ7の後側焦点F 7y 'の位置(第2の位置)で光軸と交わるような位置に設定する。 In this prism, two illumination light beams split by the xz plane L i, 1, L i, each central ray of the 2 position of the rear focal point F 7y 'after the first cylindrical lens 7 (second position) set to a position such as to intersect with the optical axis. 凸レンズ9は前述のように線像I 7y+ ,I 7y0 ,I 7y-を投影レンズ12の入射瞳11の中に結像するため、z 方向に分割された各照明光束の中心光線がF 7y 'の位置で光軸と交わるならば、投影レンズ12で照明光束がケラレる様なことはない。 Convex lens 9 foregoing manner ray image I 7y +, I 7y0, for forming an I 7Y- into the entrance pupil 11 of the projection lens 12, the center ray of each illumination light beams split in the z direction F 7y ' if at the position intersecting with the optical axis, the illumination light beam by the projection lens 12 is never a eclipsed like.
【0061】 [0061]
なお、マスク10上に形成される線像I 9z+ ,I 9z-の夫々のz 方向の幅L zは、レーザ1の発散角をw とし、凸レンズ9の焦点距離をf 9とすると、 Note that ray image I is formed on the mask 10 9z +, width L z in the z-direction of each of the I 9Z- s, when the divergence angle of the laser 1 and w, a focal length of the convex lens 9 and f 9,
L z =w*f 9・・・(5) L z = w * f 9 ··· (5)
となる。 To become. そして実験によれば、この幅L zとして And according to experiments, as the width L z
3*L z0 ≦L z ≦30*L z0・・・(6) 3 * L z0 ≦ L z ≦ 30 * L z0 ··· (6)
とすると好結果を得ている。 To obtain a good result when the. (*はかけ算を表す。) (* Represents a multiplication.)
即ち、xz 面に関してはレーザの発散角w と照明領域の所望の幅L zとから、(5)式を満たす凸レンズ9の焦点距離f 9を決定すれば良い。 That is, from the divergence angle w of the laser and the desired width L z of the illumination region with respect to the xz plane, may be determined focal length f 9 of the convex lens 9 to satisfy the expression (5).
【0062】 [0062]
前記のようにマスク10上の線状パターンのz 方向の寸法L z0は0.10〜0.25mm程度であり、エキシマレーザの発散角w は数mradであり、且つ集光レンズ9の焦点距離f 9は数100mm であるので、像I 9z+ ,I 9z-夫々のz 方向の幅L zは必要とされる大きさの3〜10倍程度となるので加工上問題にはならない。 Z dimension L z0 linear pattern on the mask 10 as described above is about 0.10~0.25Mm, divergence angle w of the excimer laser is several mrad, and a focal length f 9 of the condensing lens 9 since the number 100 mm, the image I 9z +, I 9z- width L z of each of the z-direction is not a processing problem since 3 to 10 times the size needed.
【0063】 [0063]
なお、入射瞳11内には直線状の像I 9y- ,I 9y0 ,I 9y+が結像するが、これらの像全体の形状は矩形であるので、入射瞳11の寸法や形状はこの点を考慮して適切に定める。 Incidentally, the linear image I 9Y- in the entrance pupil 11, but I 9y0, I 9y + is imaged, the shape of the whole these images are rectangular, the dimensions and shape of the entrance pupil 11 of this point properly determined in consideration.
【0064】 [0064]
以上の構成により、本実施形態は、z 方向には、図5に示すように、マスク10上に、2つの線状のマスクパターンP 1 ,P 2夫々のz 方向の寸法L z0を十分カバーするようにレーザ光を線状に結像し、クリチカル照明を実現している。 With the above arrangement, the present embodiment, the z-direction, as shown in FIG. 5, on the mask 10, sufficiently cover the two linear mask pattern P 1, P 2 respectively in the z direction dimension L z0 imaging the laser light into a linear shape so as to realizes a critical illumination. これによって被加工物上にマスクパターンを投影する際に、極めて高いエネルギー密度の照明を実現している。 This when projecting the mask pattern on the workpiece, thereby realizing the illumination of very high energy density. 以上がxz 平面内の作用である。 The above is the action of the xz plane.
【0065】 [0065]
以上のように本実施形態は、光軸を含む第2の断面に関して、前記光源からの光を光束分割手段によりn 個(n≧2)の照明光束L 0、1 〜L 0、nに振幅分割で分割し、次いで光軸を含み且つ該第2の断面に直交する第1の断面に関して、各光束L 0,j (但しj=1〜n)を第1光学部材により夫々m 個(m≧2)の照明光束L 1,j 〜L m,jに分割すると共に該照明光束L 1,j 〜L m,jを互いに異なる方向に向けて第1の位置で交差せしめ、該第2の断面に関して、該第1の位置で交差した各照明光束L i,1 〜L i,n (但しi=1〜m)を第2光学部材により互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差せしめ、該第2光学部材より射出する複数の照明光束L 1,1 〜L m,nを、アナモフィックな光学系により複数の照明光束L 1,j 〜L m,j毎(j=1〜n) にマスク上で互いに重ね合わせて該マスク上にマスク This embodiment as described above, with respect to the second section including the optical axis, the amplitude in the illumination light beam L 0, 1 ~L 0, n of the n (n ≧ 2) by the light beam splitting means light from the light source divided in parts, then with respect to the first section orthogonal to and the second section including the optical axis, the light beams L 0, j (where j = 1 to n) each of m by the first optical member (m illumination beams L 1, j ~L m of ≧ 2), allowed to intersect at a first position toward a different direction the illumination light beam L 1, j ~L m, the j while divided into j, the second respect section, allowed intersect at the second position toward the illumination beams intersect at the location of said 1 L i, 1 ~L i, n a (where i = 1 to m) in different directions by the second optical member a plurality of illumination beams L 1, 1 ~L m that emitted from the second optical member, a n, a plurality of illumination beams L 1, j ~L m, each j by anamorphic optical system (j = 1 to n) superimposed each other on the mask and the mask on the mask パターンの一つに対応する線状の照明領域を形成している。 Forming a linear illumination region corresponding to one pattern.
【0066】 [0066]
そして、本実施形態はy 方向には、マスクパターンのy 方向の長さを十分カバーして、且つこれを均一に照明するケーラー照明を実現しており、z 方向には平行な2直線上に配置されたマスクパターン夫々のz 方向の寸法を適切な範囲でカバーして、光源からの光束をその範囲に結像するクリチカル照明を実現している。 Then, this embodiment is the y direction, the length in the y-direction of the mask pattern is sufficiently covered, and has realized Kohler illumination to evenly illuminate it, two parallel straight lines in the z-direction the size of the arranged mask pattern, respectively in the z direction and covered with an appropriate range, thereby realizing a critical illumination for imaging light flux from the light source into the range. 本実施形態は、これによって、マスク10上に線状の照明領域を2個形成し、従来のレーザ加工光学系に比べてエネルギー利用効率の優れ、同時に2個の加工片を加工できる加工装置(投影装置)を達成している。 This embodiment, thereby, the linear illumination area on the mask 10 and two formation, excellent in energy efficiency as compared with the conventional laser machining optical system, the processing device capable of processing two workpieces simultaneously ( have achieved a projection device).
【0067】 [0067]
なお、本実施形態ではシリンドリカルレンズ7を1個のシリンドリカルレンズで構成しているが、レンズ7は必要に応じて複数のシリンドリカルレンズで構成しても良い。 In the present exemplary embodiment constitutes a cylindrical lens 7 in one cylindrical lens, the lens 7 may be composed of a plurality of cylindrical lenses as needed. 又、本実施形態では凸レンズ9を1個のレンズで構成しているが、レンズ9は必要に応じて複数のレンズで構成しても良い。 Further, in the present embodiment constitutes a convex lens 9 in one lens, the lens 9 may be composed of a plurality of lenses as needed.
【0068】 [0068]
又、レーザの発散角w はz 方向の照明幅L zを決定する重要な要素である。 Moreover, the divergence angle w of the laser is an important factor that determines the illumination width L z in the z-direction. 従ってこの発散角w を制御する為のレンズ、ビーム径可変ユニットを光源1とy 方向光束分割手段4の間に配置しても良い。 Thus lens for controlling the divergence angle w, may be disposed a beam diameter variable unit between the light source 1 and the y-direction beam splitting means 4.
【0069】 [0069]
更に、本実施形態ではy 方向光束分割手段4を2つのプリズムで構成して、光束を3分割しているが、必要に応じてプリズム数を増やして照明光束の分割数を増やすことも出来る。 Further, in the present embodiment constitutes a y-direction beam splitting means 4 by two prisms, although the light beam is divided into three, needed may also increase the number of divisions of the illumination light beam by increasing the number of prisms, if.
【0070】 [0070]
又、本実施形態ではz 方向光束分割手段6を2つのプリズム6a,6b で構成して、各照明光束L i,1 ,L i,2を互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差させたが、マスクパターンが3つ或はそれ以上の場合や複数のマスクパターンが一直線に並んだパターンである場合は、光束分割手段のビームスプリッタB Sや反射ミラーM を増やし、光束分割手段での分割数を増やすと共にz 方向光束分割手段を構成するプリズム数を増やすとか、或は光束分割手段で2つに分割した照明光束L i,1 ,L i,2の各々をプリズム数を4つに増やしたz 方向光束分割手段で更にxz 面内で2つづつ(q=2) に分割して複数の照明光束L i,1、1 〜L i,2、2を形成するとかして、対応することが出来る。 Further, the z-direction beam splitting means 6 in this embodiment two prisms 6a, constituted by 6b, crossed by the second position toward the illumination beams L i, 1, L i, 2 into different directions It was, but if three or more or when a plurality of mask patterns mask patterns are aligned pattern in a straight line, to increase the beam splitter B S and reflection mirrors M of the beam splitter, in the beam splitting means Toka increase the prism number constituting the z-direction beam splitting means with increasing the number of divisions, or illumination beams L i which is divided into two in the beam splitter, 1, each L i, 2 into four the number of prisms further in the z-direction beam splitting means increased 2 by one in the xz plane (q = 2) is divided into a plurality of illumination beams L i, 1, 1 ~L i, and Toka to form a 2,2, corresponding it can be.
【0071】 [0071]
本実施形態の投影装置をオリフィス・プレート(ノズル部材)ひいてはインクジェットプリンタの製造に応用すれば、レーザ光源の出力を上げずともオリフィス・プレートを1度の露光で2個加工でき、高い生産性で製作出来るので、オリフィス・プレートひいてはインクジェットプリンタの低コスト化が可能になる。 By applying the projection device of this embodiment the production of the orifice plate (nozzle member) thus ink-jet printer, without increasing the output of the laser light source can two processing with exposure at once orifice plate, with high productivity since production can, orifice plate and thus the cost of the ink jet printer is possible.
【0072】 [0072]
又、以上の実施形態は被加工物にインク吐出穴の列を加工する加工装置(投影装置)であったが、本発明は穴加工に限られるものでなく、例えば一つ又は複数の加工片上に直線状に分布するデバイスパターンを同時に複数個形成してデバイスを製造する場合に用いることも出来る。 Further, the above embodiment has been a processing apparatus for processing a column of the ink ejection holes (projection device) to a workpiece, the present invention is not limited to drilling, for example one or more of the processing piece can also be used in the production of devices simultaneously form a plurality of device patterns that are distributed linearly. この時も1度の露光で複数のデバイスを同時に加工出来るので高い生産性が得られる。 High productivity is obtained since this time can also be processed simultaneously multiple devices with one degree of exposure.
【0073】 [0073]
図6は本発明のノズル部材の製造方法及びそれを用いた加工装置の実施形態2の要部概略図(平面図)であり、図7は実施形態2の要部概略図(側面図)である。 Figure 6 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the manufacturing method and processing apparatus using the nozzle member of the present invention (plan view), in Figure 7 is schematic view of the essential portions of Embodiment 2 (side view) is there. 本実施形態は従来の加工装置で問題となっていたマスクパターンの幅方向の照明強度分布をより平坦化することを目的としている。 This embodiment is intended to further flatten the illumination intensity distribution in the width direction of the mask pattern, which has been a problem in conventional processing apparatus.
【0074】 [0074]
本実施形態は実施形態1に対してz 方向光束分割手段(第2光学部材)と第1シリンドリカルレンズの配置順序とz 方向光束分割手段の構成等が異なっている。 This embodiment functioning of the z-direction beam splitting means (second optical member) and arrangement order and the z-direction beam splitting means in the first cylindrical lens are different with respect to the first embodiment. 異なる部分を重点的に説明する。 The different parts will be mainly explained. なお、実施形態1と同じ要素には同じ符号を付している。 Note that the same reference numerals are given to the same elements as in Embodiment 1.
【0075】 [0075]
7はマスク10の長手方向(y 方向)の照明域を決定する第1シリンドリカルレンズ(アナモフィックレンズ)であり、その作用は実施形態1と同じである。 7 is a first cylindrical lens for determining the illumination area of ​​the longitudinal direction (y-direction) of the mask 10 (anamorphic lens), the effects are the same as in Embodiment 1. 61はマスク10の幅方向(z 方向)に光束を分割するz 方向光束分割手段 (第2光学部材)であり、夫々y 軸に平行な母線を有する2つのシリンドリカルレンズをz 方向に積み上げたシリンドリカルレンズアレイで構成している。 Cylindrical 61 is a z-direction beam splitting means for splitting the light beam in the width direction of the mask 10 (z-direction) (second optical member), which stacked two cylindrical lenses having a generatrix parallel to the respective y-axis in the z-direction It is constituted by a lens array.
【0076】 [0076]
又16は本実施形態の被加工物(加工片)であり、インクジェットプリンタのオリフィス・プレート(ノズル部材)として加工する1個の板材である。 The 16 is a workpiece of the present embodiment (workpiece), which is one of the plate material to be processed as an orifice plate of an ink-jet printer (nozzle member).
【0077】 [0077]
又、本実施形態のマスク10のパターンは、図9に示すように第1の方向に長く、第2の方向には狭小な範囲(L y0 ×L z0 )に形成された小穴列から成るマスクパターンP を1個備えたものである。 Moreover, the pattern of the mask 10 of the present embodiment is longer in the first direction as shown in FIG. 9, the second direction mask consisting of small hole rows formed in a narrow range (L y0 × L z0) those having one of the patterns P. そしてマスク10はマスクパターンP の中心を光軸と一致させて設置している。 The mask 10 is placed in the center of the mask pattern P is aligned with the optical axis.
【0078】 [0078]
本実施形態の作用を説明する。 The operation of this embodiment will be explained. 光源1から出たレーザ光束が遮光マスク5の開口を通るまでの作用は実施形態1と同じである。 Action from the light source 1 to a laser beam emitted passes through the apertures of the light blocking mask 5 are the same as in Embodiment 1. 遮光マスク5を射出する光束はxy 平面内では夫々方向の異なる3つの照明光束L 1、j ,L 2、j ,L 3,j 、xz 平面内では平行な2つの光束L i,1 ,L i,2として第1シリンドリカルレンズ7へ入射する。 The light beam emitting the light shielding mask 5 illumination beams L 1 of each direction three different in the xy plane, j, L 2, j, L 3, j, 2 two light beams parallel in the xz plane L i, 1, L i, and enters the 2 to the first cylindrical lens 7. これから以後はxy 平面内、xz 平面内別々に説明する。 Now thereafter the xy plane, separately explained in the xz plane.
【0079】 [0079]
先ず、主に図6と図8(A) を用いてxy 平面(第1の断面)内の作用を説明する。 First, mainly explaining the action of the xy plane (the first cross section) with reference to FIG. 6 and FIG. 8 (A). 3つの照明光束L 1、j ,L 2、j ,L 3,jの各中心光線は遮光マスク5の位置で交わるが、この遮光マスク5の設置位置は第1シリンドリカルレンズ7の前側焦点F 7yに位置しており、これによって第1シリンドリカルレンズ7から射出する3つの照明光束の各中心光線は光軸に対して平行に射出する。 Three illumination beams L 1, j, L 2, j, each central ray of L 3, j is cross at the position of the light-shielding mask 5, the installation position of the light-shielding mask 5 front focus F 7y of the first cylindrical lens 7 located in this three respective central ray of the illumination light beam emitted from the first cylindrical lens 7 by is emitted in parallel to the optical axis. つまり、マスク5と第1シリンドリカルレンズ7は所謂テレセントリック光学系を構成している。 That is, the mask 5 and the first cylindrical lens 7 constitutes a so-called telecentric optical system.
【0080】 [0080]
そして3つの照明光束L 1、j ,L 2、j ,L 3,jは第1シリンドリカルレンズ7を透過後、その像界側の後側焦点位置F 7y '(第2の位置、第1集光面)にフォーカスされ、3つの像(xy 面内の中間像)I 7y+ ,I 7y0 ,I 7y-を形成する。 The three illumination beams L 1, j, L 2, j, L 3, j after transmitting the first cylindrical lens 7, the following image field-side back focal point F 7y '(second position, the first current is focused on the light surface), 3 Tsunozo (intermediate image in the xy plane) I 7y +, to form the I 7y0, I 7y-. なお、これらの像は、xz 面内では、各光束が拡がっている為に実際にはz 軸に平行な直線状の像となっている。 Note that these images are in the xz plane, actually it has a parallel linear image in the z-axis for each light beam has spread.
【0081】 [0081]
次いで、3つの照明光束はz 方向光束分割手段61を透過するが、xy 平面内では、3つの照明光束はz 方向光束分割手段61の平行平板としての光学作用を受けるのみである。 Then, the three illumination beams are transmitted through the z-direction beam splitting means 61, in the xy plane, the three illumination beams are only subjected to optical action as the parallel flat plate in the z-direction beam splitting means 61. (ただし、実際には後述するようにxz 面内で前記の2つの照明光束L i,1 ,L i,2は夫々集光光束に変換される。) (However, the actual two illumination beams of the at the xz plane, as will be described later in L i, 1, L i, 2 are converted respectively converging light flux.)
ついで凸レンズ(集光光学系)9は、上記の3つの線像I 7y+ ,I 7y0 ,I 7y-を投影レンズ(投影光学系)12の入射瞳面11に像I 9y- ,I 9y0 ,I 9y+として再結像する。 Then the convex lens (focusing optical system) 9, said three linear image I 7y +, I 7y0, I 7y- projection lens image on the entrance pupil plane 11 of the (projection optical system) 12 I 9y-, I 9y0, I reimaging as 9y +. この時、マスク10の位置では、ここが凸レンズ9の後側焦点F 9 ' である為に、3つの照明光束は全てxy 面内で重なるが、デフォーカスしている。 At this time, the position of the mask 10, here for a side focal F 9 'of the convex lens 9, overlaps in all three illumination beams are xy plane and defocused. この重なった長さ(照明領域の長さ)をL yとする。 The overlapping length (length of the illumination area) and L y. この大きさL yは、図10に示すように、マスクパターンP のy 方向の大きさL y0を十分カバーするようにしている。 The size L y, as shown in FIG. 10, the size L y0 in the y-direction of the mask pattern P so that sufficiently covers.
【0082】 [0082]
投影レンズ12はマスク10のマスクパターンを被加工物16上に結像する。 The projection lens 12 images the mask pattern of the mask 10 on the workpiece 16. その際、入射瞳11を投影レンズ12の前側焦点の位置に設定しておれば投影レンズ12を出た照明光束の主光線は光軸に平行に出射する。 At that time, the principal ray of the illumination light beam exiting the projection lens 12 when I is set to the position of the front focal point of the entrance pupil 11 projection lens 12 is parallel to the emission optical axis.
【0083】 [0083]
以上の構成により、本実施形態では xy 平面内ではレーザ光源からの光束を3つの照明光束L 1、j ,L 2、j ,L 3,jに分割して、夫々を線像I 7y+ ,I 7y0 ,I 7y-として、フォーカスし、次に像I 9y- ,I 9y0 ,I 9y+として投影レンズ12の入射瞳11内に再結像している。 With the above configuration, in the present embodiment, the three illumination beams L 1 a light beam from the laser light source in the xy plane, j, L 2, j, divided into L 3, j, respectively ray image I 7y +, as I 7y0, I 7y-, focus, then the image I 9Y-, are re-imaged on the I 9y0, I 9y + as the entrance pupil 11 of the projection lens 12. 又、ケーラ照明を実現してマスク10全体をy 方向に均一に照明している。 Moreover, it is uniformly illuminate the entire mask 10 in the y-direction to achieve Kohler illumination.
【0084】 [0084]
次に、図7と図8(B) を用いて、xz 平面(第2の断面)内の作用について説明する。 Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8 (B), the operation will be described in the xz plane (second cross section). 図8(B) に示すようにビームスプリッタB Sと反射ミラーM により形成された略平行な2つの光束L 0,1 ,L 0,2はy 方向光束分割手段4を通過して光束L i,1 ,L i,2となり(但しi=1、2、3)、遮光マスク5を通過して第1シリンドリカルレンズ7に入射する。 Figure 8 (B) substantially two parallel of which is formed by the beam splitter B S and the reflection mirror M as shown in the light beam L 0,1, L 0,2 passes through the y-direction beam splitting means 4 the light beams L i , 1, L i, 2 next (where i = 1, 2, 3), enters the first cylindrical lens 7 passes through the light-shielding mask 5. これらの2つの照明光束L i,1 ,L i,2は第1シリンドリカルレンズ7によってはz 方向に何んらの収束、発散作用も受けない。 These two illumination beams L i, 1, L i, 2 is converged what Nra in the z-direction by the first cylindrical lens 7, not subject to diverging effect.
【0085】 [0085]
次いで、光束はz 方向光束分割手段61に入射する。 Then, the light beam enters the z-direction beam splitting means 61. z 方向光束分割手段61は、図8(B) に示すように、夫々y 軸に平行な母線を持つ2個のシリンドリカルレンズをz 方向に積み上げて構成したシリンドリカルレンズアレイであり、入射する照明光束L i,1 ,L i,2を夫々凸レンズ9の前側焦点位置F 9に結像させる。 z-direction beam splitting means 61, as shown in FIG. 8 (B), a cylindrical lens array of two cylindrical lenses is constructed by stacking the z-direction with generatrices parallel to each y-axis, the illumination light beam incident L i, 1, L i, 2 and is imaged on the front focal point F 9 each convex lens 9.
【0086】 [0086]
この時、マスクパターンP のz 方向の幅をL z0 、凸レンズ9の焦点距離をf 9 、z 方向光束分割手段61を構成するシリンドリカルレンズの焦点距離をf 61z 、光束のz 方向の分割数をu 、z 方向光束分割手段61に入射する光束の大きさをa 6 1zとして、これらの諸元を以下の関係を満足するように設定する。 At this time, L z0 width in the z-direction of the mask pattern P, the focal distance f 61 z of the cylindrical lens and the focal length of the convex lens 9 constituting the f 9, z-direction beam splitting means 61, the division number in the z-direction of the light beam u, the size of the light beam incident on the z-direction beam splitting means 61 as a 6 1z, set these specifications so as to satisfy the following relation.
【0087】 [0087]
【数5】 [Number 5]
(*はかけ算を表す。)つまり、L z0 ,a 61z ,u,f 9が与えられればシリンドリカルレンズの焦点距離f 61zを決定することができる。 (* Denotes a multiplication.) In other words, L z0, a 61z, u , given the f 9 may determine the focal length f 61 z of the cylindrical lens.
【0088】 [0088]
そして、条件式(7)を満足すればz 方向光束分割手段61によって分割された各光束は凸レンズ9から夫々光軸に対して傾いた平行光束として射出され、マスク10において重ね合わされる。 Then, the light beams split by the z-direction beam splitting means 61 if satisfying conditional expression (7) is emitted as a parallel light beam inclined with respect to each optical axis from the convex lens 9, are superimposed in the mask 10. この作用によってマスク10のz 方向の照明域の強度分布が平坦化される。 The intensity distribution of the illumination area in the z-direction of the mask 10 is flattened by the action.
【0089】 [0089]
この後、マスク10からの光束は投影レンズの入射瞳11、投影レンズ12を経由して加工物16に到達し、加工物16を光加工する。 Thereafter, the light beam from the mask 10 is the entrance pupil 11 of the projection lens, reaches the workpiece 16 through the projection lens 12, a workpiece 16 to optical processing.
【0090】 [0090]
照明光束をしてマスク10を通過し、入射瞳11でけられなく投影レンズ12に入射させるには、凸レンズ9から出射する光束が或る制限を受ける。 It passed through the mask 10 and the illumination light beam, in order to enter the projection lens 12 not be the entrance pupil 11 Deke, the light flux emitted from the convex lens 9 is subject to certain limitations. これについて考察する。 This will be discussed.
【0091】 [0091]
z 方向光束分割手段61がu 個のシリンドリカルレンズで構成されているものとする。 z-direction beam splitting means 61 is assumed to be composed of u pieces of cylindrical lenses. xz 面内において光軸から最も外側にあるシリンドリカルレンズ61u の中心までの距離d は、 The distance d to the center of the cylindrical lens 61u in outermost from the optical axis in the xz plane,
【0092】 [0092]
【数6】 [6]
である。 It is. この中心を通る光線は凸レンズ9までは光軸と平行に進み、凸レンズ9を通過後、その後側焦点F 9 ' を通るから、マスク10から入射瞳11までの距離をs とすると、この光線が入射瞳11を通る高さδは【0093】 Ray passing through the center until the convex lens 9 proceeds parallel to the optical axis after passing through the convex lens 9, from passing through the rear focal F 9 ', and the distance from the mask 10 to the entrance pupil 11 and s, the rays the height δ through the entrance pupil 11 [0093]
【数7】 [Equation 7]
となる。 To become. (*はかけ算を表す。)そして、入射瞳11において最も外側を通る光線の高さh 11zは、このδにL z0 /2 を加えた値になる。 (* Represents. The multiplication is) The height h 11z of light ray passing through the outermost in the entrance pupil 11, a value obtained by adding L z0 / 2 in this [delta]. そしてこのh 11zは入射瞳11の直径をA 11とすると、次の式を満足させなければならない。 And this h 11z is the diameter of the entrance pupil 11 and A 11, it must satisfy the following equation.
【0094】 [0094]
【数8】 [Equation 8]
(*はかけ算を表す。)つまり、式(7)、(8)を満足するようにz 方向光束分割手段61を構成するシリンドリカルレンズの焦点距離f 61zと分割数u を決定すれば良い。 (* Denotes a multiplication.) That is, equation (7), may be determined focal length f 61 z and the division number u of the cylindrical lenses constituting the z-direction beam splitting means 61 so as to satisfy (8).
【0095】 [0095]
本実施形態は以上の構成により、y 方向にはマスクパターンP のy 方向の寸法L y0を十分カバーしてこれを均一な明るさで照明するケーラ照明を実現しており、z 方向にもマスク10上で複数の光束を重ね合わせて強度分布の平坦な照明を実現している。 The present embodiment is the above construction, in the y-direction has realized Köhler illumination for illuminating the dimension L y0 in the y-direction of the mask pattern P in which the uniform brightness sufficiently covered, masked in z-direction superposing a plurality of light beams on 10 realizes a flat illumination intensity distribution.
【0096】 [0096]
以上のxz 平面内の作用において、本発明の特徴である平行平板ガラスG P 、ビームスプリッターB s 、反射ミラーM の部分の調整方法を説明する。 In operation of the above xz plane, parallel-plate glass G P is a feature of the present invention, the beam splitter B s, a method of adjusting the portion of the reflection mirror M will be described.
【0097】 [0097]
被加工物への露光の前にこの部分を調整する。 Before exposure to the workpiece to adjust this part. まず平行平板ガラスG Pを回転してレ−ザ光束L 0をz 方向にシフトして、ビームスプリッターB sを透過する光束L 0,2が全てシリンドリカルレンズ61a に入射して屈折され、シリンドリカルレンズ61b には全く入射しないように、z 方向光束分割手段61での光束入射位置を見ながら調整する。 First les by rotating the parallel plate glass G P - the laser light beam L 0 is shifted in the z-direction, all the light beams L 0, 2 passing through the beam splitter B s is refracted and enters the cylindrical lens 61a, a cylindrical lens as none incident on 61b, adjusted while looking at the light-incident position in the z-direction beam splitting means 61.
【0098】 [0098]
次いで、反射ミラーM の傾きとz 方向の位置を調整してビームスプリッターB sで反射された光束L 0,1を透過光束L 0,2と平行にして,光束L 0,1が全てシリンドリカルレンズ61b に入射して屈折され、シリンドリカルレンズ61a には全く入射しないようにする。 Then, in the parallel light beam L 0, 1 reflected by the beam splitter B s by adjusting the position of the slope and z direction of the reflection mirror M and the transmitted light beam L 0, 2, the light beam L 0, 1 are all cylindrical lenses is refracted and enters the 61b, exactly so as not incident on the cylindrical lens 61a.
【0099】 [0099]
このようにして、z 方向光束分割手段61の各シリンドリカルレンズ61a,61b にビームスプリッターB sの透過光束L 0,2と反射光束L 0,1が1つ1つ対応して入射するように調整する。 In this way, adjusted to the transmitted light beam L 0, 2 and the reflected light beam L 0, 1 of each cylindrical lens 61a, 61b to the beam splitter B s in the z-direction beam splitting means 61 is incident corresponds one by one to. 各シリンドリカルレンズに入射する光束はいずれも光軸に平行なので各シリンドリカルレンズの中心からの出射光線は夫々光軸に対して平行となる。 Output rays from the center of the cylindrical lenses since both the light beam parallel to the optical axis incident on the cylindrical lenses is parallel to the respective optical axis.
【0100】 [0100]
なお、この時2つの光束の強度は必ずしも等しくならないので、場合によっては強度を合わせ込むために強度の大きいほうに減光フィルター等を挿入して強度を調整する。 Since the intensity at this time two beams are not necessarily equal, and in some cases adjusting the intensity by inserting neutral density filter or the like in the larger intensity to intended to adjust the intensity.
【0101】 [0101]
以上で平行平板ガラスG P 、ビームスプリッターB s 、反射ミラーM の調整を終え、被加工物16への加工を開始するのである。 Parallel-plate glass G P above, the beam splitter B s, after adjustment of the reflection mirror M, it is to start the processing into the workpiece 16.
【0102】 [0102]
このように平行平板ガラスG P 、ビームスプリッターB s 、反射ミラーM は光源からの光束を振幅分割してz 方向に2倍の大きさに拡大すると共に、z 方向光束分割手段61へ光束が適切に入射するように調整する機能を有している。 Thus parallel-plate glass G P, the beam splitter B s, the reflection mirror M along with expanding the light beam from the light source to twice the size in the z direction and amplitude division, the light beam is properly the z-direction beam splitting means 61 and it has a function of adjusting to be incident on.
【0103】 [0103]
なお、本実施形態のz 方向光束分割手段61はy 方向に移動するステージの上に設置している。 Incidentally, z-direction beam splitting means 61 of the present embodiment is installed on a stage that moves in the y direction. このステージには該z 方向光束分割手段61が光路から出た時に新たに光路内に配置される光学フィルター(平板光学素子)17を備えている。 This stage includes an optical filter (flat optical element) 17 which is newly disposed in the optical path when the z-direction beam splitting means 61 exits the optical path. これにより本実施形態のマスク10での照明域はz 方向光束分割手段61が光路内に配置されている時にはz 方向に均一に対象照明域を照明し、光学フィルター17が光路内に配置されたときには、マスク10を線状にクリチカル照明する照明域を形成することになる。 Thus illumination area on the mask 10 of the present embodiment illuminates the uniformly subject illumination area in the z-direction when the z-direction beam splitting means 61 is disposed in the optical path, the optical filter 17 is disposed in the optical path sometimes, it will form an illumination area of ​​critical illumination a mask 10 linearly. (場合によっては、z 方向光束分割手段61のみを光路から離脱・挿入させるように構成しても良い。) (In some cases, it may be constituted only z-direction beam splitting means 61 so as to disengage, inserted from the optical path.)
本実施形態は以上の構成によりマスク上の照明域の強度分布がマスクの長手方向、幅方向共に良く平坦化され、照明光が持つ不均一性の影響を受けにくく、加工精度を上げることができる。 This embodiment is longitudinally both well flattened widthwise intensity distribution of the mask illumination area on the mask by the above configuration, less affected by the nonuniformity of illumination light has, it is possible to increase the processing accuracy .
【0104】 [0104]
なお、本実施形態のxz 平面内の照明方法は一見ケーラ照明に類似に見えるが、本実施形態の照明方法はケーラ照明では得られない効果を有する。 The illumination method of the xz plane of this embodiment may seem similar to the seemingly Köhler illumination, illumination method of this embodiment has an effect that can not be obtained by Köhler illumination. 即ち、もしxz 平面内でz 方向光束分割手段61への入射光束L i,1 ,L i,2を合わせて第1シリンドリカルレンズ7の後側焦点F 7y 'の所へ結像させれば、xz 平面内でもマスク10をケーラ照明することになる。 That, if imaged to the place of if the incident light beam L i in the z-direction beam splitting means 61 in the xz plane, 1, L i, 2 The combined side focal point F 7y after the first cylindrical lens 7 ', will Köhler illuminating the mask 10 in the xz plane.
【0105】 [0105]
しかしながら、マスク10上の小穴のz 方向の寸法L z0は前記のように0.1〜0.25mmと極めて小さいので、xz 平面内でマスクパターンP を通過して投影レンズ12へ入射する光束のNAも極めて小さくなる。 However, since the size L z0 in the z-direction of the small holes on the mask 10 is very small and 0.1~0.25mm as the very well NA of the light beam incident on the projection lens 12 passes through the mask pattern P in the xz plane smaller. つまり、入射光束の径a 61zや凸レンズ9が大きくてもエネルギーの利用効率は非常に小さくなる。 In other words, the utilization efficiency of the larger and the energy diameter a 61 z and the convex lens 9 of the incident light beam is very small.
【0106】 [0106]
本発明においては、xz 平面内で凸レンズ9からマスク10に向かう平行光束の径がL z0に対して余裕が有りしかも不必要に無駄が無い大きさ、例えばL z0の10倍程度になるようにz 方向光束分割手段61を構成するシリンドリカルレンズの幅a 61z /uを設定する。 In the present invention, xz plane in the diameter of the collimated light beam directed from the convex lens 9 in the mask 10 afford there moreover unnecessarily wasted no size relative to L z0, for example to be 10 times the L z0 setting the width a 61 z / u of the cylindrical lenses constituting the z-direction beam splitting means 61. ちなみに、この時凸レンズ9から射出する平行光束の幅は、 Incidentally, the width of the parallel light beam emerging from the time the convex lens 9,
【0107】 [0107]
【数9】 [Equation 9]
となる。 To become. この関係式に基づき分割数u 、シリンドリカルレンズの焦点距離f 61zを設定すれば、xz 平面内においてもz 方向光束分割手段61への入射光束を全て利用してマスクパターンP をケーラ照明と同じように均一に照明することができる。 Division number u Based on this relationship, by setting the focal length f 61 z of the cylindrical lens, like the Köhler illuminating a mask pattern P by utilizing all of the incident light beam in the z-direction beam splitting means 61 also in the xz plane it can be uniformly illuminated.
【0108】 [0108]
又、本実施形態はz 方向光束分割手段61と光学フィルター17のいずれかを選ぶことにより照明状態を変えることができるので、マスクパターンの形状や大きさに応じて適切に照明出来、もってエネルギー損失を低減することができる。 Further, since the present embodiment can change the lighting conditions by selecting one of the z-direction beam splitting means 61 and optical filter 17, can be properly illuminated according to the shape and size of the mask pattern, have been energy loss it is possible to reduce the. なお、本実施形態ではy 方向光束分割手段4を2つのプリズムで構成して、光束を3分割しているが、これは実施形態1と同様に必要に応じてプリズム数を増やして照明光束の分割数を増やすことも出来る。 In the present embodiment constitutes a y-direction beam splitting means 4 by two prisms, although the light beam is divided into three, the illuminating light beam which increase the number of prisms as necessary as in the first embodiment it is also possible to increase the number of divisions.
【0109】 [0109]
又、本実施形態のz 方向光束分割手段61によるz 方向の光束分割数は2であるが、先の条件式を満足出来れば分割数を変更しても問題はない。 Further, the light beam division number in the z direction by the z-direction beam splitting means 61 of the present embodiment is two, there is no problem to change the number of divisions as long satisfy previous condition.
【0110】 [0110]
更に、z 方向光束分割手段61を構成するシリンドリカルレンズを各々ズームレンズで構成してバックフォーカスを一定に保ったまま焦点距離を変えることにより照明域の大きさを変化させることも出来る。 Furthermore, it is also possible to vary the size of the illumination area by changing the left focal length keeping the back focus constant by respectively constitute a zoom lens, a cylindrical lens constituting the z-direction beam splitting means 61.
【0111】 [0111]
本発明は以上の構成により、1次元的な線状のマスクパターン、しかも実施形態1では複数の線状パターンに対して、又、実施形態2では1個の線状パターンに対して極めて高いエネルギー利用効率で照明することができ、しかも光源からの光束を振幅分割で分割することでマスク面での幅方向の大きさは20〜30% 大きくなり、マスク調整時の調整時間の短縮が図られる。 The present invention is the above configuration, a very high energy to one-dimensional linear mask pattern plurality of linear patterns in addition Embodiment 1, and also, for one linear pattern in the second embodiment can be illuminated with efficiency, yet the size of the width direction on the mask surface by dividing the light beam from the light source in amplitude division becomes 20-30% increase is achieved to shorten the adjustment time when the mask adjustment . 同時に、エキシマレーザの射出方向の経時変化によりマスク面での照明域の位置が変動するが、レーザビームの幅を拡大することでエキシマレーザの経時変化に強い加工装置を達成している。 At the same time, will vary the position of the illumination area on the mask surface by the injection direction of the aging of the excimer laser, we have achieved high processing device to change with time of the excimer laser by expanding the width of the laser beam.
【0112】 [0112]
又、フライアイレンズを用いないy 方向光束分割手段及びz 方向光束分割手段を利用することにより、簡易な構成で、高精度のレーザ加工ができる加工装置を達成している。 Further, by using the y-direction beam splitting means and the z-direction beam splitting means not using the fly-eye lens, a simple structure, it has achieved a machining apparatus capable of laser processing with high accuracy.
【0113】 [0113]
又、実施形態1によれば、部品加工として例えば、1回の加工で2個加工出来、エネルギー損失を抑えつつ、装置の加工能力を倍増して生産性を飛躍的に高め、コストダウンを達成することのできるノズル部材の製造方法を達成している。 Further, according to the first embodiment, for example, as parts processing, can two machining in one process, while suppressing energy loss, by doubling the processing capacity of the apparatus dramatically increases productivity, achieving cost reduction It has achieved a method of manufacturing a nozzle member which may be. 又、本発明の加工装置を用いると低コストのオリフィス・プレートを使用する低コストのバブル・ジェット・プリンタを達成できる。 Further, the low cost of the bubble jet printer using a low-cost orifice plate with use of the processing apparatus of the present invention can be achieved.
【0114】 [0114]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明は以上の構成により、複数の光束を発生させてマスクを照明し、その際、振幅分割をも利用して該複数の光束を発生させて光源の経時変化に対して強く、エネルギーの利用効率の高いノズル部材の製造方法及びそれを用いた加工装置を達成する。 The present invention is the above configuration, illuminates the mask by generating a plurality of light beams, in which, resistant to aging of the light source to generate plurality of light beams by using also the amplitude division, use of energy to achieve the processing apparatus using a method and to a production of high efficiency nozzle member.
【0115】 [0115]
更に、 In addition,
(3−1) 同時に加工片の複数カ所又は複数の加工片を照明し、高い生産性でノズル部材を製造出来る。 (3-1) at the same time a plurality locations or more workpieces of the workpiece is illuminated, it can produce a nozzle member with high productivity.
(3−2) 1個加工によりノズル部材を製造する際、マスクパターンの幅方向の照明強度分布をより平坦化して、従来のものより照明光の持つ不均一性の影響を受けにくく、より高い加工精度が得られる。 (3-2) when producing the nozzle member by one process, and more flattening the illumination intensity distribution in the width direction of the mask pattern, less susceptible to non-uniformity than the conventional possessed illumination light, higher machining accuracy can be obtained.
(3−3) マスクパターンの形状や寸法に応じて照明方法を適切に選択出来、もってエネルギー損失を低減できる。 (3-3) suitably can select an illumination method in accordance with the shape and dimensions of the mask pattern, can reduce the energy loss with.
等の少なくとも1つの効果を有するノズル部材の製造方法及びそれを用いた加工装置を達成する。 To achieve the machining apparatus using the method and the same manufacturing a nozzle member having at least one effect equal.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】 本発明のノズル部材の製造方法及びそれを用いた加工装置の実施形態1の要部概略図(平面図) [1] schematic view of the essential portions of Embodiment 1 of the manufacturing method and processing apparatus using the nozzle member of the present invention (plan view)
【図2】 実施形態1の要部概略図(側面図) [Figure 2] schematic view of the essential portions of Embodiment 1 (side view)
【図3】 平行平板ガラスから第1シリンドリカルレンズ7までの部分の詳細図【図4】 実施形態1のマスク正面図【図5】 実施形態1のマスクパターンの照明範囲説明図【図6】 本発明のノズル部材の製造方法及びそれを用いた加工装置の実施形態2の要部概略図(平面図) [3] the illumination range illustration of a first cylindrical detailed view of a portion of the up lenses 7 mask front view of FIG. 4 the first embodiment of FIG. 5 embodiment 1 mask pattern from the parallel plate glass 6 present schematic view of the essential portions of embodiment 2 of the method of manufacturing a nozzle member of the present invention and the processing apparatus using the same (top view)
【図7】 実施形態2の要部概略図(側面図) 7 schematic view of the essential portions of Embodiment 2 (side view)
【図8】 平行平板ガラスからz 方向光束分割手段61までの部分の詳細図【図9】 実施形態2のマスク正面図【図10】 実施形態2のマスクパターンの照明範囲説明図【符号の説明】 [8] range of illumination illustration of a mask pattern of parallel detailed view of a portion of the flat glass to the z-direction beam splitting means 61 9 Mask front view of the embodiment 2 [10] Embodiment 2 [code Description ]
1 光源2、3 折り返しミラー 1 light sources 2 and 3 folding mirror
G P平行平板ガラス G P parallel flat glass
B Sビームスプリッタ B S beamsplitter
M 反射ミラー4 y 方向光束分割手段(第1光学部材) M reflecting mirror 4 y direction beam splitting means (the first optical member)
5 遮光マスク6 z 方向光束分割手段(第2光学部材) 5 light-shielding mask 6 z-direction beam splitting means (second optical member)
7 第1シリンドリカルレンズ(アナモフィックレンズ) 7 first cylindrical lens (anamorphic lens)
9 凸レンズ(レンズ系) 9 lens (lens system)
10 マスク11 入射瞳12 投影レンズ(投影光学系) 10 mask 11 the entrance pupil 12 projection lens (projection optical system)
13 実施形態1の被加工物(加工片) 13 workpieces embodiment 1 (workpiece)
14 マスク保持部材15 被加工物の保持部材16 実施形態2の被加工物17 光学フィルター(平板光学素子) 14 the workpiece 17 optical filter holding member 16 according to the second embodiment of the mask holding member 15 workpiece (flat optical element)
61 z 方向光束分割手段 (シリンドリカルレンズアレイ) 61 z-direction beam splitting means (cylindrical lens array)
L y0マスクパターンのy 方向の長さ Length in the y direction L y0 mask pattern
L z0マスクのパターンを構成しているマスクパターンのz 方向の長さ L z0 length in the z-direction of the mask pattern constituting the pattern of the mask
L y y 方向のマスク照射幅 L y y direction of the mask irradiation width
L z z 方向のマスク照射幅 L z z direction of the mask irradiation width
P ,P iマスクパターン(個別パターン) P, P i mask pattern (individual pattern)
S z 2つマスクパターン間の間隔 Distance between S z 2 single mask pattern

Claims (32)

  1. 複数個の照明光束を形成するためにレーザー光源からの光を振幅分割する段階と、 A step of amplitude splitting the light from the laser light source to form a plurality illumination beams,
    マスクに形成した複数のマスクパターンを同時に加工片へ露光するために、該複数のマスクパターンの各々を前記複数個の照明光束の内の対応する照明光束により照明する段階とを有することを特徴とするノズル部材の製造方法。 To expose a plurality of mask patterns formed in the mask at the same time to the workpiece, and characterized by having a step of illuminating the corresponding illumination light beams of each of the mask patterns of said plurality of said plurality of illumination beams method of manufacturing a nozzle member.
  2. 前記マスクパターンはノズル部材のノズル穴に対応する複数個の小さな開口を第1の方向に並べたパターンであることを特徴とする請求項1のノズル部材の製造方法。 The mask pattern manufacturing method of the nozzle member according to claim 1, characterized in that the pattern formed by arranging a plurality of small openings corresponding to nozzle holes of the nozzle member in a first direction.
  3. 前記照明光束は前記マスクの位置において前記第1の方向に延びた複数の線状の照明領域に集光することを特徴とする請求項2のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 2, characterized in that focused on a plurality of linear illumination regions extending in the first direction at a position of the illumination light beam the mask.
  4. 前記複数のマスクパターンは前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って互いに平行に配置していることを特徴とする請求項3のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 3, characterized in that it the second are arranged in parallel to each other along a direction the plurality of mask patterns to be orthogonal to the first direction.
  5. 前記複数のマスクパターンを共通の基板上に形成していることを特徴とする請求項4のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 4, wherein the forming a plurality of mask patterns on a common substrate.
  6. 前記光源からの光を分割する段階は、光軸を含む第2の断面に関して、該光源からの光をn個(n≧2)の互いに略平行な照明光束L 0,1 〜L 0,nに振幅分割で分割し、次いで光軸を含み且つ該第2の断面に直交する第1の断面に関して、各光束L 0,j (但しj=1〜n)を夫々m個(m≧2)の照明光束L 1,j 〜L m,jに分割すると共に該照明光束L 1,j 〜L m,jを互いに異なる方向に向けて第1の位置で交差せしめ、次いで該第2の断面に関して、該第1の位置で交差した各照明光束L i,1 〜L i,n (但しi=1〜m)を互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差せしめて複数の照明光束L 1,1 〜L m,nを形成する又は該第1の位置で交差した各照明光束L i,1 〜L i,n (但しi=1〜m) Step of dividing the light from the light source, with respect to the second section including the optical axis, substantially parallel illuminating light bundle to each other of the light from the light source of n (n ≧ 2) L 0,1 ~L 0, n divided by the amplitude division in, then with respect to the first section orthogonal to and the second section including the optical axis, the light beams L 0, j (where j = 1 to n) respectively of m (m ≧ 2) illumination beams L 1, j ~L m of, for the illumination light beam L 1, j ~L m, allowed intersect at a first position toward a different direction to j, then the second section as well as divided into j each illumination beams L i, which intersect at the position of said 1, 1 ~L i, n (where i = 1 to m) and was allowed to intersect at the second position toward the different directions plurality of illumination beams L 1 , 1 ~L m, the illuminating light beam crossed by forming an n or first position L i, 1 ~L i, n ( where i = 1 to m) の各々を更にq個の照明光束L i,j,1 〜L i,j,qに分割すると共に互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差せしめて複数の照明光束L 1,1,1 〜L m,n,qを形成する工程を含むことを特徴とする請求項5のノズル部材の製造方法。 Illumination beams L i respectively further the q of, j, 1 ~L i, j , a plurality of illumination beams are caused to intersect at the second position toward different directions as well as divided into q L 1, 1, 1 ~L m, n, method of manufacturing a nozzle member according to claim 5, characterized in that it comprises a step of forming a q.
  7. 前記複数のマスクパターンを通過した光は共通の加工片上の相異なる位置を照射することを特徴とする請求項6のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 6 light transmitted through the plurality of mask patterns, characterized in that the illuminating different positions on the strip common processing.
  8. 前記複数のマスクパターンを通過した光は互いに異なる加工片上を照射することを特徴とする請求項6のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 6 light transmitted through the plurality of mask patterns, characterized in that the irradiating piece different machining each other.
  9. 前記複数個の照明光束を共通の光学系を介して前記複数のマスクパターンに向けることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to any one of claims 6-8, characterized in that directing said plurality of mask patterns via a common optical system illuminating light beam of the plurality.
  10. 前記複数のマスクパターンを通過した照明光束は投影光学系を介して前記加工片上に向けられ、この照明光束によって該複数のマスクパターンの像を該加工片上に形成することを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法。 6. illumination beams that pass through the plurality of mask patterns is directed to piece the work via a projection optical system, characterized in that it forms an image of the mask pattern of said plurality of the piece the processing by the illumination light beam method of manufacturing a nozzle member according to any one of to 9.
  11. 前記光源はエキシマレーザであることを特徴とする請求項10のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 10, wherein the light source is an excimer laser.
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法によりノズル部材を製造する段階を有することを特徴とするインクジェットプリンタの製造方法。 Method of manufacturing an ink jet printer characterized by having one stage of producing a nozzle member by the method of manufacturing a nozzle member according to one of claims 1 to 11.
  13. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法によりノズル部材を製造する加工装置であって、光軸を含む第2の断面に関して、前記光源からの光をn個(n≧2)の照明光束L 0,1 〜L 0,nに振幅分割で分割する光束分割手段と、光軸を含み且つ該第2の断面に直交する第1の断面に関して、各光束L 0,j (但しj=1〜n)を夫々m個(m≧2)の照明光束L 1,j 〜L m,jに分割し且つ該照明光束L 1,j 〜L m,jを互いに異なる方向に向けて第1の位置で交差せしめる第1光学部材と、該第2の断面に関して、該第1の位置で交差した各照明光束L i,1 〜L i,n (但しi=1〜m)を互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差せしめる又は該第1の位置で交差した各照明光束L i,1 A machining apparatus for manufacturing a nozzle member by the method of manufacturing a nozzle member according to any one of claims 1 to 11, for the second section including the optical axis, the light from the light source n (n ≧ 2) and the light beam splitting means for splitting the amplitude split into illumination beams L 0,1 ~L 0, n, and with respect to the first section orthogonal to and the second section including the optical axis, the light beams L 0, j (where j = 1 to n) respectively of m (m ≧ 2) illumination beams L 1 of, j ~L m, divided into j and the illumination light beam L 1, j ~L m, different directions of j a first optical member allowed to intersect at a first position towards respect the second section, the illumination beams L i, which intersect at the position of said 1, 1 ~L i, n (where i = 1 to m ) the allowed to intersect at the second position toward the different directions, or the illumination beams intersect with the first position L i, 1 ~ i,n (但しi=1〜m)の各々を更にq個の照明光束L i,j,1 〜L i,j,qに分割すると共に互いに異なる方向に向けて第2の位置で交差せしめて複数の照明光束L 1,1,1 〜L m,n,qを形成する第2光学部材と、該第2光学部材より射出する複数の照明光束L 1,j 〜L m,j又はL 1,j,k 〜L m,j,k毎(但しj=1〜n、k=1〜q)に前記マスク上で互いに重ね合わせて該マスク上に前記マスクパターンの一つに対応する線状の照明領域を形成するアナモフィックな光学系とを有することを特徴とする加工装置。 i, n (where i = 1 to m) illumination beams L i respectively further the q of, j, 1 ~L i, j , allowed intersect at the second position toward different directions as well as divided into q a plurality of illumination beams Te L 1,1,1 ~L m, n, and a second optical member for forming a q, multiple illumination beams L 1 that emits from the second optical member, j ~L m, j or L 1, j, k ~L m, j, lines each k (where j = 1~n, k = 1~q) superimposed to each other on the mask corresponding to one of said mask pattern on the mask machining device you; and a anamorphic optical system for forming an Jo illumination area.
  14. 前記光束分割手段はビームスプリッタと反射ミラーを有することを特徴とする請求項13の加工装置。 Said beam splitting means processing apparatus according to claim 13, characterized in that it comprises a reflecting mirror and beam splitter.
  15. 前記光源と前記光束分割手段との間に該光源からの光を前記第2の断面内で位置調整する光束調整手段を有することを特徴とする請求項13又は14の加工装置。 Processing apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that it has a light flux adjusting means for positioning the light within the second cross-section from the light source between the beam splitting means and the light source.
  16. 前記第1光学部材は複数のプリズムを有することを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載の加工装置。 Processing apparatus according to any one of claims 13 to 15 wherein the first optical member, characterized in that it comprises a plurality of prisms.
  17. 前記第2光学部材は複数のプリズムを有することを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の加工装置。 Processing apparatus according to any one of claims 13 to 16 wherein the second optical member is characterized by having a plurality of prisms.
  18. 前記第2の位置と前記投影光学系の入射瞳の位置とが光学的に共役な位置関係にあることを特徴とする請求項13〜17のいずれか1項に記載の加工装置。 Processing apparatus according to any one of claims 13 to 17 and the second position and the position of the entrance pupil of the projection optical system is characterized in that an optically conjugate positional relationship.
  19. 前記光学系は前記第1及び第2の断面に関して互いに異なる屈折力を有するアナモフィックレンズと、該第1及び第2の断面に関して互いに同じ屈折力を有するレンズ系とを有し、 Wherein the optical system has a anamorphic lens having different refractive power with respect to said first and second section, and a lens system having a mutually same refractive power with respect to the first and second section,
    該アナモフィックレンズは前記複数の照明光束L 1,1 〜L m,n又はL 1,1,1 〜L m,n,qを前記第2の位置にあって前記光軸に直交する平面上に該第1の断面に関してフォーカスし、該レンズ系は該平面からの複数の照明光束L 1,j 〜L m,j又はL 1,j,k 〜L m,j,k毎(但しj=1〜n、k=1〜q)に前記マスク上で互いに重ね合わせ且つ該マスク上に該第2の断面に関してフォーカスすることを特徴とする請求項13〜18のいずれか1項に記載の加工装置。 The anamorphic lens of the plurality of illumination beams L 1,1 ~L m, n or L 1,1,1 ~L m, n, and q on a plane perpendicular to the optical axis In the second position focus terms first section, the lens system includes a plurality of illumination beams L 1 from the plane, j ~L m, j or L 1, j, k ~L m, j, each k (where j = 1 ~n, processing apparatus according to any one of claims 13 to 18 k = 1 to q) to and superimposed each other on the mask, characterized in that the focus with respect to the second cross-section on the mask .
  20. 前記アナモフィックレンズは少なくとも一枚のシリンドリカルレンズより成ることを特徴とする請求項19の加工装置。 Processing apparatus according to claim 19 wherein the anamorphic lens is characterized in that comprises at least one cylindrical lens.
  21. 前記アナモフィックレンズの前記第1の断面に関する後側焦点が前記第2の位置にあることを特徴とする請求項19又は20の加工装置。 Processing apparatus according to claim 19 or 20 rear focal point for the first cross section of said anamorphic lens is characterized in that in said second position.
  22. 前記アナモフィックレンズの前記第1の断面に関する前側焦点が前記第1の位置にあることを特徴とする請求項19〜21のいずれか1項に記載の加工装置。 Processing apparatus according to any one of claims 19 to 21 front focal point for the first cross section of said anamorphic lens is characterized in that in said first position.
  23. 前記光源はエキシマレーザであることを特徴とする請求項22の加工装置。 Processing apparatus according to claim 22, wherein the light source is an excimer laser.
  24. 光源と、入射する光束を光軸を含む第1の断面内で分割する第1光学部材と、該第1の断面内のみに屈折力のあるアナモフィックレンズと、 A light source, a first optical member for splitting the light beam incident in the first section including the optical axis, and an anamorphic lens only in the first section to a power,
    入射する光束を光軸を含み且つ該第1の断面に直交する第2の断面内で分割して分割光束の夫々を該第2の断面内で結像させる第2光学部材と、 A second optical member for forming an image of each of the divided and split light beams in a second cross-section orthogonal to the light beam to and the first section including the optical axis of the second in the section of the incident,
    該第2光学部材の結像点に前側焦点を位置させている集光光学系と、 A focusing optical system that is positioned the front focus image point of the second optical member,
    ノズル部材のノズル穴に対応する複数個の小さな開口を該第1の断面内で光軸と直交する第1の方向に並べたマスクパターンを備え、該集光光学系の後側焦点に設置しているマスクと、 A mask pattern formed by arranging in a first direction perpendicular to the optical axis a plurality of small openings corresponding to nozzle holes of the nozzle member in the first cross section, installed at the rear focus of the condenser optical system and the mask is,
    該マスクパターンの像を被加工物上に結像する投影光学系と、を用い、 Using a projection optical system for forming an image of the mask pattern on the workpiece,
    前記光源からの光束を、前記第1光学部材と前記第2光学部材とを通過させて複数の光束に分割し、 The light beam from the light source, the first is passed through the optical member and the second optical member is divided into a plurality of light beams,
    該光源からの光束は、前記第1の断面内で、前記第1光学部材により分割され、前記アナモフィックレンズにより中間像を形成した後、前記集光光学系を介して前記投影光学系の入射瞳に結像するように前記マスクパターンを照明し、 The light beam from the light source is in the first cross section, is divided by the first optical member, wherein after forming an intermediate image by the anamorphic lens, the entrance pupil of the projection optical system via the light converging optical system illuminating the mask pattern so as to form an image on,
    該光源からの光束は、前記第2の断面内で、前記第2光学部材により分割され前記集光光学系の前側焦点で結像させられ、該集光光学系を介して前記マスクパターンを照明し、 The light beam from the light source is in said second section, said second split by the optical member caused to imaging at the front focal point of the focusing optical system, illuminating the mask pattern through the condenser optical system and,
    前記第1光学部材と前記第2光学部材とを通過した前記複数の光束は、前記マスク上で前記第1の断面内及び前記第2の断面内で夫々重なって該マスクに照明域を形成し、 Wherein said plurality of light beam passed through the first optical member and said second optical member, respectively overlap each other to form an illumination area on the mask in the above on the mask in the first section and the second section ,
    該照射された前記マスクパターンの像を、前記投影光学系により、前記被加工物上に結像し、 An image of the mask pattern which is the irradiation by the projection optical system forms an image on the workpiece,
    前記マスクパターンとは形状及び/又は寸法が異なるパターンを照明する際に、前記第2光学部材を光路から離脱又は他の光学素子と交換することにより、前記第2の断面内で、前記光源からの光束を、前記集光光学系で該パターン上に集光し該パターンをクリチカル照明することを特徴とするノズル部材の製造方法。 When the shape and / or the size and the mask pattern is illuminated with different patterns, the second optical member by replacing the leaving or other optical elements from the optical path, in said second section, from said light source of the light beam, the manufacturing method of the nozzle member, characterized in that the critical illuminating the condensed the pattern on said pattern by said condensing optical system.
  25. 前記第2光学部材は前記第1の方向に母線を有する複数のシリンドリカルレンズを前記第2の断面内で光軸と直交する第2の方向に並べて構成したシリンドリカルレンズアレイであることを特徴とする請求項24のノズル部材の製造方法。 The second optical member is characterized by a cylindrical lens array configured by arranging in a second direction perpendicular to the optical axis a plurality of cylindrical lenses in the second cross-section with a generatrix in the first direction method of manufacturing a nozzle member according to claim 24.
  26. 前記マスクパターンの前記第2の方向の幅をL z0 、前記集光光学系の焦点距離をf 、前記第2光学部材による光束の分割数をu、該第2光学部材へ入射する光束の該第2の方向の幅をa 61zとする時、前記シリンドリカルレンズの焦点距離f 61zが条件式: The width of the second direction of the mask pattern L z0, the focal length of the focusing optical system f 9, the division number of the light flux by the second optical member u, of the light beam incident on the second optical member when the width of the second direction is a 61 z, the focal length f 61 z of the cylindrical lens satisfies conditional expression:
    を満足していることを特徴とする請求項25のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 25, characterized in that it satisfies the.
  27. 前記マスクから前記投影光学系の入射瞳までの距離をsとする時、該入射瞳の径A 11が以下の条件式: When the distance from the mask to the entrance pupil of the projection optical system and s, the diameter A 11 of the following conditional expressions of the entrance pupil:
    を満足していることを特徴とする請求項26のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 26, characterized in that it satisfies the.
  28. 前記光源からの光を光束分割手段により前記第2の断面に関してn個(n≧2)の互いに略平行な照明光束L 0,1 〜L 0,nに振幅分割で分割し、次いで前記第1光学部材により前記第1の断面に関して、各光束L 0,j (但しj=1〜n)を夫々m個(m≧2)の照明光束L 1,j 〜L m,jに分割すると共に該照明光束L 1,j 〜L m,jを互いに異なる方向に向けて第1の位置で交差せしめた後前記アナモフィックレンズに入射せしめ、次いで前記第2光学部材により該第2の断面に関して、照明光束L i,1 〜L i,n毎に(但しi=1〜m)u個の光束に分割することを特徴とする請求項24〜27のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法。 Divided by the amplitude division of light into a substantially parallel illuminating light beam L 0, 1 ~L 0, n mutually n (n ≧ 2) with respect to said second section by beam splitter from the light source, then the first with respect to said first section by the optical member, said with splitting the light beams L 0, j (but j = 1 to n) illumination beams L 1 of each of m (m ≧ 2), j ~L m, the j illumination beams L 1, j ~L m, allowed incident on the anamorphic lens after allowed intersect at a first position toward a different direction to j, then with respect to said second section by said second optical member, the illumination light beam L i, 1 ~L i, method of manufacturing a nozzle member according to any one of claims 24 to 27, characterized in that the divided every n (where i = 1 to m) in the u-number of light beams.
  29. 前記光束分割手段はビームスプリッタと反射ミラーを有することを特徴とする請求項28のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 28 wherein the beam splitting means, characterized in that it comprises a reflecting mirror and beam splitter.
  30. 前記光源と前記光束分割手段との間に該光源からの光を前記第2の断面内で位置調整する光束調整手段を有することを特徴とする請求項28又は29のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to claim 28 or 29, characterized in that it has a light flux adjusting means for positional adjustment in the second section of the light from the light source between the beam splitting means and the light source.
  31. 前記光源はエキシマレーザであることを特徴とする請求項24〜30のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法。 Method of manufacturing a nozzle member according to any one of claims 24-30, wherein the light source is an excimer laser.
  32. 請求項24〜31のいずれか1項に記載のノズル部材の製造方法によりノズル部材を製造する段階を有することを特徴とするインクジェットプリンタの製造方法。 Method of manufacturing an ink jet printer characterized by having one stage of producing a nozzle member by the method of manufacturing a nozzle member according to one of claims 24 to 31.
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